Monitoring-Fortschrittsbericht - Stahl-Online
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8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Düsseldorf, August 2009<br />
<strong>Stahl</strong>institut VDEh
August 2009: 8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in<br />
Deutschland – Berichtsjahr 2008<br />
Dr.-Ing. Jean-Theo Ghenda<br />
Tel.: +49 (0) 211 6707 – 407, Email: jean-theo.ghenda@vdeh.de<br />
April 2008: 7. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in<br />
Deutschland – Berichtsjahre 2005 bis 2007<br />
Dr.-Ing. Jean-Theo Ghenda<br />
August 2007: (redaktionelle Überarbeitung November 2007)<br />
6. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in<br />
Deutschland –<br />
Beispiele von Maßnahmen der <strong>Stahl</strong>industrie zur Steigerung<br />
der Energie- und Ressourceneffizienz mit CO2-Minderungen<br />
in den Jahren 2003, 2004 und 2005<br />
Dr. mont. Horst M. Aichinger<br />
Mitwirkender / Ansprechpartner: Dr.-Ing. Jean-Theo Ghenda<br />
August 2005: 5. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in<br />
Deutschland für die Berichtsjahre 2000 bis 2003<br />
Dr. mont. Horst M. Aichinger<br />
Internet: www.stahl-online.de<br />
Rubrik: Wirtschaft und Politik / Umwelt & Energie
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der<br />
<strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland –<br />
Berichtsjahr 2008<br />
Dr.-Ing. Jean Theo Ghenda, <strong>Stahl</strong>institut VDEh<br />
Düsseldorf, August 2009<br />
1
2<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Inhaltsübersicht<br />
Teil I: Ausgangslage im Jahre 2000 und Entwicklung bis 2008<br />
Seite<br />
• Selbstverpflichtungserklärung zur Ressourceneffizienzsteigerung und<br />
Nachhaltigen Entwicklung<br />
6<br />
• Anlagenbestand und <strong>Stahl</strong>sortenangebot der <strong>Stahl</strong>metallurgie 8<br />
• Bedeutung der <strong>Stahl</strong>werkstoffe in der industriellen und gewerblichen Wertschöpfungskette<br />
9<br />
• Entwicklung der <strong>Stahl</strong>erzeugung von 2000 bis 2008<br />
10<br />
Teil II: Zwischenbilanz der Primärenergieeffizienzsteigerung und<br />
CO2- Minderung der <strong>Stahl</strong>industrie von 1990 bis 2008<br />
• Entwicklung der primärenergiebedingten CO2-Emission 21<br />
• Entwicklung des Primärenergieverbrauchs 24<br />
• Schwerpunkte der Energieeinsparungen im Bereich der Prozessgas- und<br />
Erdgaswirtschaft sowie Elektrostahlerzeugung<br />
38<br />
• Zur Kuppelproduktion der <strong>Stahl</strong>erzeugung und ressourceneffizienten Nutzung<br />
der erzeugungsbedingt anfallenden Nebenprodukte<br />
51<br />
• Beitrag von Hochofenschlacken zur Ressourcenschonung und CO2-<br />
Minderung<br />
54<br />
Teil III: Strukturelle sowie technologische Veränderungen der Jahre<br />
2005 bis 2008 bei der Roheisenerzeugung<br />
• Konzentration und Leistungssteigerung bei der <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung 57<br />
• Betriebsergebnisse der Hochöfen und CO2-relevante Veränderungen<br />
Veränderung der Hochofenleistung,<br />
Veränderung im Eisenerzmöllereinsatz,<br />
Veränderung im Reduktionsmittelverbrauch und der Reduktionsmit-<br />
telstruktur<br />
• Veränderung bei der Sintererzeugung 66<br />
• Veränderungen bei der Kokserzeugung und beim Koksbezug<br />
67<br />
Teil IV: Interpretation der Ergebnisse<br />
Teil V: Beispiele von Maßnahmen zur Verringerung von CO2-Emission im<br />
Jahr 2008<br />
Teil VI: Weiterführendes Schrifttum 77<br />
3<br />
20<br />
57<br />
58<br />
58<br />
60<br />
62<br />
70<br />
75
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Teil I – Ausgangslage im Jahre 2000 und Entwicklung bis 2008<br />
Die <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland beteiligt sich seit 1990 an der nationalen Klimavorsorgepolitik,<br />
die für die gesamte Volkswirtschaft eine Minderung der CO2-Emissionen<br />
und damit des Inputs an fossilem Kohlenstoff zum Ziel hat. Im Rahmen der Klimavorsorgeerklärung<br />
der deutschen Wirtschaft hat die <strong>Stahl</strong>industrie in ihrer zweiten Primärenergieeffizienz-Selbstverpflichtung<br />
von März 1996 zugesagt, die spezifische<br />
primärenergiebedingte CO2-Emission bei der Erzeugung ihrer <strong>Stahl</strong>werkstoffe von<br />
1990 bis 2005 um 16 bis 17 % zu senken. Die erste Branchenerklärung im Rahmen<br />
der nationalen Klimavorsorgepolitik von 1995 bezog sich noch auf das vorgegebene<br />
Referenzjahr 1987 und die Datenlage der west- und ostdeutschen <strong>Stahl</strong>industrie des<br />
noch geteilten Deutschlands. Die erste Konferenz der Vertragsstaaten der Klimarahmenkonvention<br />
(COP1 Conference of Parties) Ende März 1995 in Berlin mit ihren<br />
neuen klimapolitischen Gegebenheiten waren Anlass für diese zweite, revidierte<br />
Branchenerklärung. In ihrer dritten Branchenerklärung zur Ressourceneffizienz-<br />
Selbstverpflichtung vom Mai 2001 erweiterte sie ihre Zusage auf den Kyoto-Zeitraum<br />
bis 2012 unter Einbeziehung der UN-, EU- und nationalen Zielvorgaben der Nachhaltigen<br />
Entwicklung.<br />
Mit dieser erweiterten Selbstverpflichtung der <strong>Stahl</strong>industrie wird erstmals unter Berücksichtigung<br />
wesentlicher Faktoren der europäischen und weltweiten Entwicklungen<br />
eine langfristige und zukunftsweisende Position zur Klimavorsorge und nachhaltigen<br />
Entwicklung formuliert. Sie ist in <strong>Stahl</strong> und Eisen 121 (2001), Heft 7, S. 61/70<br />
veröffentlicht. Die erweiterte dritte Selbstverpflichtung gliedert sich in eine Präambel<br />
mit nachfolgenden fünf Kapiteln:<br />
- Die Präambel nennt die Handlungsfelder zur Effizienzsteigerung aller Ressourcen<br />
einschließlich der Werkstoffentwicklung unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit.<br />
- Das 1. Kapitel behandelt die Zusage zur Minderung der spezifischen CO2-<br />
Emissionen der Roheisen- und <strong>Stahl</strong>erzeugung für den Zeitraum von 1990<br />
(Referenzjahr) bis 2012 und unter welchen Rahmenbedingungen diese Zusage<br />
erfolgte.<br />
- Das 2. Kapitel zeigt die Optimierungsfelder der Energie- und Ressourceneffizienzsteigerung<br />
zur CO2-Minderung der Roheisen- und <strong>Stahl</strong>erzeugung auf.<br />
- Das 3. Kapitel definiert die speziellen Bedingungen der metallurgischen rohstofflichen<br />
Nutzung des fossilen Kohlenstoffs bei der Eisenerzreduktion und die prozesstechnischen<br />
Gegebenheiten bei der Elektrostahlerzeugung.<br />
3
4<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
- Das 4. Kapitel listet bedeutende und seit langem international bewährte institutionalisierte<br />
projektbezogene technisch-wissenschaftliche Effizienzinstrumente<br />
der <strong>Stahl</strong>industrie zur Ressourcenproduktivitätssteigerung auf.<br />
- Das 5. Kapitel erneuert und bekräftigt die Zusage einer konsequenten und<br />
überprüfbaren Fortentwicklung des bereits vor Kyoto eingeschlagenen Klimavorsorgeweges.<br />
Zugesagt wurde folgendes Minderungsziel:<br />
Die <strong>Stahl</strong>industrie verpflichtet sich hiermit, im Rahmen der neuen „Vereinbarung zwischen<br />
der Regierung der Bundesrepublik Deutschland und der deutschen Wirtschaft<br />
zur Klimavorsorge“ vom 9. November 2000 ein zusätzliches CO2-Minderungsangebot<br />
für den Kyoto-Zeitraum 1990 bis zum Jahre 2012 wie folgt zu konkretisieren:<br />
„Der auf die gesamte Rohstahlerzeugung bezogene spezifische rohstoff- und energiebedingte<br />
CO2-Ausstoß wird von 1990 bis 2012 um insgesamt 22 % gemindert.<br />
Hierin ist der Emissionsanteil der Eigenerzeugung und aus dem Fremdbezug elektrischer<br />
Energie von den öffentlichen Kraftwerken für die <strong>Stahl</strong>industrie enthalten. Die<br />
um 5 bis 6 Prozentpunkte gegenüber dem ursprünglichen Zieljahr 2005 auf insgesamt<br />
22 % erhöhte spezifische CO2-Minderung im Gesamtbereich der Oxygen- und<br />
Elektrostahlerzeugung berücksichtigt bereits den Energiemehraufwand, der durch<br />
Verlängerung der Wertschöpfungskette mit neuen Folgeprozessen in der Weiterverarbeitung,<br />
durch weitere Maßnahmen zur Automatisierung sowie durch noch höhere<br />
Anforderungen des Umweltschutzes verursacht wird.<br />
Die <strong>Stahl</strong>industrie bindet ihre Zusage an die Rahmenbedingungen, die in der Vereinbarung<br />
zwischen der Bundesregierung und der deutschen Wirtschaft festgelegt sind.<br />
Sie geht insbesondere davon aus, dass die Bundesregierung auf die Einführung eines<br />
verbindlichen Energieaudits sowie auf zusätzliche ordnungsrechtliche und fiskalische<br />
Regelungen verzichtet und sich außerdem dafür einsetzen wird, dass der an<br />
der Vereinbarung teilnehmenden Wirtschaft auch bei einer Fortentwicklung der Ökologischen<br />
Steuerreform im internationalen Vergleich keine Wettbewerbsnachteile<br />
entstehen.“<br />
Teilnehmer, Systemgrenze, Nachhaltiger Entwicklungsansatz, Nachhaltigkeitsziel<br />
sowie Datengrundlagen der Selbstverpflichtung sind wie folgt:<br />
Teilnehmer: Alle Werke des Wirtschaftszweiges „Eisenschaffende Industrie“;<br />
Rechtsgrundlage für Datenerhebung ist das Gesetz über Statistiken der Rohstoff-<br />
und Produktionswirtschaft einzelner Wirtschaftszweige mit der Berichtspflicht an das<br />
Statistische Bundesamt, Wiesbaden
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Systemgrenze: Erfasst sind die Erzvorbereitungs- und Sinteranlagen, Hochofenbetriebe,<br />
Oxygenstahlwerke, Elektro- und sonstige <strong>Stahl</strong>werke, Warmwalz- und Blech-<br />
Kaltwalzbetriebe, Stromerzeugungsanlagen, Frischdampfkesselanlagen und sonstige<br />
Betriebe der Weiterverarbeitung<br />
Nachhaltiger Entwicklungsansatz: Kontinuierlicher ganzheitlicher Verbesserungsprozess<br />
aller energie- und stoffrelevanten Aktivitäten vom Erz- und Schrottbezug bis<br />
zur Auslieferung der Oxygen- und Elektrostahl-Fertigerzeugnisse im Sinne einer ressourcenökonomisch<br />
und -ökologisch nachhaltig basierten Entwicklung<br />
Nachhaltigkeitsziel: Maximale Ausschöpfung aller Synergieeffekte der Energie- und<br />
Ressourceneffizienzsteigerung bei der <strong>Stahl</strong>herstellung am Standort Deutschland<br />
durch funktionelle und strukturelle Verbundnutzung der Systemeffizienz von:<br />
Integrierten Hüttenwerken für die Oxygenstahlerzeugung mit den<br />
Ministahlwerken für die Elektrostahlerzeugung einschließlich der<br />
Weiterverarbeitung; Reroller, Schmieden und sonstige Betriebe sowie<br />
energie-, stoff- und emissionsrelevanten Verbundbeziehungen mit anderen<br />
Wirtschaftszweigen.<br />
Datengrundlagen: Statistiken wie BGS-Eh200 „Brennstoff-, Gas- und Stromwirtschaft<br />
der Hochofen-, <strong>Stahl</strong>-, Warm- und Kaltwalzwerke sowie Schmiede-, Press-<br />
und Hammerwerke einschließlich der örtlich verbundenen sonstigen Betriebe (ohne<br />
eigene Kokerei); R200 (Roheisen und Eisenschwamm); RSta 201 (Rohstahlerzeugung);<br />
WA 200 (warmgewalzte <strong>Stahl</strong>erzeugnisse) sowie Vierteljahres-Hefte der<br />
Fachserie 4 / Reihe 8.1 „Produzierendes Gewerbe Eisen und <strong>Stahl</strong>“ des Statistischen<br />
Bundesamtes; Prozess-Benchmarkingdaten VDEh-Produktionsausschüsse; <strong>Fortschrittsbericht</strong>e<br />
des technisch-wissenschaftlichen Erfahrungsaustauschs und Veröffentlichungen;<br />
Energiestatistische Auswertungen nach Branchen, Produktionsstufen<br />
und Prozessen und CO2-<strong>Monitoring</strong>- Berechnungen; Kennzahlenerhebungen des<br />
<strong>Stahl</strong>instituts VDEh; laufende Jahrgänge des „Jahrbuch <strong>Stahl</strong>“ und „Statistisches<br />
Jahrbuch der <strong>Stahl</strong>industrie“; Hrsg. WV <strong>Stahl</strong> und <strong>Stahl</strong>institut VDEh; VDEh-<br />
Datenbank Planfacts; Erhebungen des FEhs-Instituts für Baustoff-Forschung e. V.<br />
(früher: Forschungsgemeinschaft Eisenhüttenschlacken e. V.), Statistiken der Kohlenwirtschaft<br />
e.V., Essen und Köln; VIK-Statistik der Energiewirtschaft, Essen u. a. m.<br />
5
6<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Prämissen: Die Selbstverpflichtung der <strong>Stahl</strong>industrie zur Klimavorsorge steht<br />
unter folgenden Prämissen:<br />
• Die Wahl von Prozessanlagen, Verfahrensalternativen oder Herstellung von Produkten<br />
muss unverändert der unternehmerischen Entscheidung vorbehalten bleiben.<br />
• Prozess- und Produktinnovationen und Investitionen haben sich als die dauerhaft<br />
wirksamste Methode in Hinblick auf Wirtschaftsentwicklung, Sozialverträglichkeit<br />
und Energie-, Ressourcen- und Umweltschonung erwiesen. Die entscheidende<br />
Triebkraft für Entwicklung und Wachstum ist eine ständige Verbesserung der<br />
Produktionstechnologien.<br />
• Ausschlaggebend für die Verringerung des spezifischen Energie- und Ressourcenverbrauchs<br />
und damit der CO2-Emissionsminderung der Eisen- und <strong>Stahl</strong>erzeugung<br />
sind Investitionen.<br />
Vier Investitionstypen sind zu unterscheiden:<br />
a) Verfahrenstechnische Modernisierungsinvestitionen aller Art<br />
b) Investitionen in den Strukturwandel<br />
c) gezielte Energie- und Ressourcensparinvestitionen<br />
d) Investitionen in die Forschung und Entwicklung<br />
(Fazit: Wichtigste Voraussetzung für Fortschritte beim industriellen Energie- und<br />
Ressourcensparen und der CO2-Minderung ist, dass überhaupt investiert wird).<br />
• Die Zielrichtung der Investitionen ist unter dem Aspekt der gesamtindustriellen<br />
Energie- und Ressourceneffizienz von untergeordneter Bedeutung. (Denn bei jeder<br />
Investition kommt die jeweils energie- und ressourceneffizienteste Technik<br />
zum Zuge und modernere, leistungsfähigere und qualitätssteigernde Produktionsverfahren<br />
bewirken in den meisten Fällen eine Verringerung des spezifischen<br />
Energie- und Ressourcenverbrauchs).<br />
• Die Prinzipien der Kosteneffizienz und des Wettbewerbs auf den nationalen und<br />
internationalen <strong>Stahl</strong>märkten vermeiden eine wirtschaftlich und ökologisch abträgliche<br />
Kapitalvernichtung.<br />
• Der europa- und weltweite <strong>Stahl</strong>wettbewerb ist die Triebfeder, die die Unternehmen<br />
fortlaufend dazu zwingt, auch kleinste Kostensenkungspotentiale auszuschöpfen.<br />
(Auch relativ niedrige Energie-, Rohstoff- und Einsatzstoffpreise sind<br />
für die Unternehmen selbstverständlich Kosten, die es zu minimieren gilt).
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
• Verlässliche Rahmendaten und damit unternehmerische Planungssicherheit sowie<br />
einzelwirtschaftliche Berechenbarkeit sind vor allem bei kapitalintensiven,<br />
langfristigen Investitionsentscheidungen im Bereich der metallurgischen Prozesstechnik<br />
unabdingbar.<br />
• Der Staat gibt hierbei den ordnungspolitischen Rahmen vor und verzichtet auf<br />
politischen wie auch prozess- und produktionssteuernden Interventionismus.<br />
Aus der Sicht der <strong>Stahl</strong>branche ist die erweiterte Selbstverpflichtung zur Klimavorsorge<br />
das marktwirtschaftlich effizienteste Instrument und belässt insbesondere allen<br />
Beteiligten den innovativen Spielraum, Effizienz- und Kostensenkungspotentiale voll<br />
zu realisieren. Die erweiterte Selbstverpflichtung gründet vollinhaltlich auf dem Subsidiaritätsprinzip.<br />
Nach dem Subsidiaritätsprinzip sind Probleme auf direktem Wege möglichst dort zu<br />
lösen, wo sie entstehen, und von denen, die vor allem davon betroffen sind oder sie<br />
durch ihren Sachverstand vor Ort am besten lösen können. So können Zeitverluste<br />
und Mitteleinsätze minimiert werden. Selbstverantwortlichkeit und Partizipation werden<br />
gestärkt. Durch den 1993 in Kraft getretenen EG-Vertrag von Maastricht wurde<br />
das Subsidiaritätsprinzip erstmals ausdrücklich auf europäischer Ebene verankert<br />
und 2004 in Artikel I-9 Absatz 3 in die EU-Verfassung für Europa aufgenommen.<br />
Fazit: Diese wesentlich erweiterte Klimavorsorge-Selbstverpflichtung in Hinblick auf<br />
die gesamte Energie- und Ressourceneffizienzsteigerung entsprechend der UN-,<br />
EU- und nationalen Zielvorgaben einer „Nachhaltigen Entwicklung“ vom Mai 2001 ist<br />
aufgrund des erreichten hohen Technologiestands der metallurgischen Prozesstechnik<br />
mit minus 22 % CO2 spezifisch von 1990 bis 2012 wesentlich umfassender<br />
und anspruchsvoller als die bisherige Selbstverpflichtungserklärung. Diese erweiterte<br />
Zusage erfordert einen ganzheitlichen strategischen Ansatz in Hinblick auf eine<br />
standortsichernde Gesamtoptimierung der Energie-, Ressourcen- und Umweltökonomik<br />
des Wirtschaftssystems <strong>Stahl</strong>erzeugung in Deutschland. Das gesteckte Ziel ist<br />
ein ganzheitlicher Verbesserungsprozess aller energie- und stoffrelevanten Aktivitäten<br />
vom Erz- und Schrottbezug bis zur Auslieferung der Oxygen- und Elektrostahl-<br />
Fertigungserzeugnisse im Sinne einer ressourcenökonomisch und -ökologisch nachhaltigen<br />
Entwicklung.<br />
7
8<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Anlagenbestand und <strong>Stahl</strong>sortenangebot der <strong>Stahl</strong>metallurgie<br />
Der gegenwärtige Anlagenbestand der gesamten metallurgischen Prozess- und<br />
Wertschöpfungskette <strong>Stahl</strong>erzeugung in Deutschland stellt sich wie folgt dar:<br />
Die Erzeugung von Rohstahl erfolgt mit Stand 2008 an 22 <strong>Stahl</strong>werks-Standorten mit<br />
insgesamt 8 Oxygenstahlwerken mit Prozessgas- und Abhitzedampferzeugung und<br />
20 Elektrostahlwerken mit 39 Wechselstrom- und 3 Gleichstrom-Lichtbogenöfen.<br />
Hinzu- kommen im Elektrostahlbereich 16 Induktionstiegelöfen.<br />
Den Oxygenstahlwerken sind vorgeschaltet insgesamt 9 Sinteranlagen zur Agglomeration<br />
der Eisenerze und 16 Hochöfen mit Windverdichter- und Winderhitzeranlagen<br />
zur <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung.<br />
Eisenschwamm (DRI = Direct Reduced Iron) wird nach dem Midrex-Direktreduktions-<br />
Verfahren am Standort Hamburg erzeugt und im Elektrostahlwerk zur Erzeugung von<br />
Qualitätsstahlsorten eingesetzt. Beim Midrex-Verfahren werden in einem Schachtofen<br />
stückige Eisenerze (Pellets, Stückerz) nach dem Gegenstromprinzip mit einem<br />
wasserstoffreichen Reduktionsgasgemisch (rd. 55 Vol.-% H2) zu festem DRI reduziert.<br />
Die Reduktionsgaserzeugung erfolgt in einem Gasreformer durch katalytische<br />
Spaltung von Erdgas.<br />
Für die Herstellung von Roheisen aus Sekundärrohstoffen sind zusätzlich am Standort<br />
Duisburg zwei unterschiedliche Verfahrenslinien im Einsatz, und zwar bei DK-<br />
Recycling und Roheisen GmbH (früher Kupferhütte) eine Sinter- und Hochofenanlage<br />
für die Spezialroheisenerzeugung und bei ThyssenKrupp Steel AG am Standort<br />
Duisburg-Hamborn ein neuentwickelter Schachtofen.<br />
Im sekundärmetallurgischen Bereich kommen insgesamt 27 Pfannenöfen, 29 Vakuumbehandlungsanlagen<br />
und 21 Konverter zum Einsatz. Metallurgische Sonderverfahren<br />
zur Erzeugung spezieller Stähle mit speziellen mechanischen Eigenschaften<br />
werden in 20 verfahrenstechnisch unterschiedlichen Umschmelzanlagen durchgeführt.<br />
Die stranggegossenen Brammen (19 Anlagen), Vorblöcke (15 Anlagen) oder Knüppel<br />
(15 Anlagen) sowie ein geringer Anteil von im Blockguss hergestellten Blöcken<br />
werden in etwa 125 Walzwerksöfen auf die erforderlichen hohen Walztemperaturen<br />
erwärmt und anschließend in insgesamt 54 Warmwalzstraßen (davon: 5 Block- und<br />
Brammenstraßen; 4 Knüppel- und Halbzeugstraßen; 6 Schwere Träger- und Profilstraßen;<br />
5 Mittelstahlstraßen; 11 Leichte Profil- und Stabstahlstraßen; 8 Drahtstraßen;<br />
9 Warmbandstraßen und 6 Mittel- und Grobblechstraßen) auf die jeweiligen<br />
Endabmessungen der Fertigerzeugnisse umgeformt.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Konti-Beizanlagen (32), Reversier-Kaltwalzwerke (46), Tandem-Kaltwalzstraßen (12),<br />
Haubenglühanlagen (33), Konti-Glühlinien (21), Kaltbandwerke (25), Schmelztauch-<br />
Beschichtungslinien (16), elektrolytische Beschichtungslinien (15) und organische<br />
Beschichtungslinien (12) sind im wesentlichen der Anlagenbestand im Bereich der<br />
Weiterverarbeitung.<br />
Aus dem Energieumwandlungsbereich sind die bedeutensten Anlagen die 4 im Stoff-<br />
und Energieverbund betriebenen Kokereien, die 7 Verbundkraftwerke zur Verstromung<br />
der überschüssigen Prozessgase und die Sauerstoffanlagen zur Versorgung<br />
der integrierten Standorte mit den technischen Gasen. Hinzu kommen noch eine<br />
Vielzahl von energietechnischen Anlagen aus dem Gesamtbereich der Medienversorgung.<br />
Diese metallurgischen Prozessanlagen bilden den Kernbestand einer Vielfalt von<br />
sehr unterschiedlichen Prozessketten. Die jeweilige Kombination der Einzelprozesse<br />
ist determiniert durch die Kundenanforderungen an die jeweils herzustellenden<br />
<strong>Stahl</strong>sorten und nachgefragten Fertigerzeugnisse.<br />
Bedeutung der <strong>Stahl</strong>werkstoffe in der industriellen und gewerblichen Wertschöpfungskette<br />
<strong>Stahl</strong> ist der mit Abstand wichtigste metallische Werkstoff. In der industriellen und<br />
gewerblichen Wertschöpfungskette ist der Werkstoff <strong>Stahl</strong> ein bedeutender volkswirtschaftlicher<br />
Standortfaktor für die Güterproduktion. Diese gesamte Wertschöpfungskette<br />
reicht von den Rohstofflieferanten über die <strong>Stahl</strong>erzeugung selbst, den <strong>Stahl</strong>handel<br />
bis zu den <strong>Stahl</strong>verarbeitern und den Güterproduzenten und beschäftigt insgesamt<br />
etwa 4 Mio. Erwerbstätige.<br />
Die jährliche Wachstumsrate der in dieser Wertschöpfungskette stehenden Industrie<br />
liegt über denen des gesamten produzierenden Gewerbes.<br />
Einen Überblick über die inländische Marktversorgung mit Walzstahlerzeugnissen<br />
der wichtigsten stahlverarbeitenden Industriebranchen im Jahre 2008 gibt das Bild 1.<br />
Elektrotechnik, <strong>Stahl</strong>bau, Bauhauptgewerbe, Maschinenbau, Straßenfahrzeugbau<br />
und <strong>Stahl</strong>umformung/Metallwarenerzeugung mit ihren Zulieferbranchen wie die Ziehereien<br />
und Kaltwalzwerke sind direkte oder indirekte Abnehmer von jährlich rd.<br />
33,7 Mio. t und damit von über 80 % der 42 Mio. t Marktversorgung mit Walzstahlerzeugnissen.<br />
In 2008 lag der Umsatzanteil dieser in Bild 1 ausgewiesenen stahlverarbeitenden<br />
Branchen am Bruttoinlandsprodukt bei 34,1 %. Allein dieser Prozentsatz<br />
unterstreicht den hohen volkswirtschaftlichen Stellenwert einer engen Zusammenar-<br />
beit von <strong>Stahl</strong>erzeuger und <strong>Stahl</strong>verarbeiter, die zur Entwicklung und Fertigung<br />
hochwertiger und exportstarker Produkte aufeinander angewiesen sind.<br />
9
10<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Marktversorgung direkt und indirekt mit Walzstahl ~ 42 Mio. t (2008)<br />
Summe dieser Branchen: Direktversorgung 1) :<br />
Bruttoinlandsprodukt Deutschlands in 2008:<br />
Umsatzanteil dieser Branchen am Bruttoinlandprodukt 2008 1) :<br />
1) vorläufig<br />
850 Mrd. €<br />
2492 Mrd. €<br />
34,1 %<br />
Bild 1: Stähle – Basiswerkstoffe und Wertschöpfungsmultiplikatioren der stahlverarbeitenden<br />
Industrie in Deutschland<br />
Entwicklung der <strong>Stahl</strong>erzeugung<br />
Im Bild 2 bis Bild 5 ist die monatliche Entwicklung der Erzeugung von Oxgenstahl,<br />
Elektrostahl und Rohstahl insgesamt für die <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland für die<br />
Jahre 2007 und 2008 wiedergeben. Danach lag die Erzeugung von Oxygenstahl,<br />
Elektrostahl und Rohstahl insgesamt von Jahresbeginn bis September 2008 mehr
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
oder weniger auf dem Vorjahresniveau. Die globale Finanzkrise hat im 4. Quartal des<br />
Jahres 2008 deutliche Spuren hinterlassen. So wurde das 4. Quartal durch einen<br />
drastischen Produktionseinbruch und verminderte Auslastung der Produktionsanlagen<br />
geprägt.<br />
Für die <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland sind in Tabelle 1 die jährlichen Entwicklungen<br />
und Veränderungen bei der Rohstahl-, Oxygenstahl-, Elektrostahl- und Walzstahlerzeugung<br />
sowie in Tabelle 2 die jährlichen Veränderungen beim Gesamtumsatz, bei<br />
der Beschäftigung und der Produktivität in t Rohstahlerzeugung je Beschäftigten für<br />
den Zeitraum von 2001 bis 2008 aufgelistet.<br />
Tabelle 1: Veränderung bei Rohstahl-, Oxygenstahl, Elektrostahl- und Walzstahlerzeugung<br />
von 2001 bis 2008<br />
in 1000 t/a<br />
Rohstahlerzeugung gesamt<br />
davon<br />
darunter<br />
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008<br />
44.803 45.015 44.809 46.374 44.524 47.224 48.550 45.833<br />
Stranggusserzeugung 43.011 43.383 43.117 44.890 42.921 45.497 46.717 43.956<br />
Oxygenstahlerzeugung<br />
Elektrostahlerzeugung<br />
Warmgewalzte <strong>Stahl</strong>erzeugnisse<br />
31.654 31.809 31.377 32.137 30.857 32.550 33.535 31.193<br />
13.149 13.206 13.432 14.237 13.667 14.674 15.015 14.639<br />
37.011 37.763 37.174 39.976 37.771 41.174 41.999 39.805<br />
Flacherzeugnisse 24.483 25.123 24.566 26.357 25.047 27.173 27.666 26.089<br />
Langerzeugnisse 12.527 12.640 12.608 13.619 12.724 14.001 14.333 13.716<br />
Tabelle 2: Veränderungen beim Gesamtumsatz, bei der Beschäftigung und der<br />
Produktivität in t Rohstahlerzeugung je Beschäftigten von 2001 bis 2008<br />
Beschäftigte Betriebe 2)<br />
Gesamtumsatz Betriebe<br />
Produktivität (t RSt je Beschäftigten)<br />
1) in Mio. €<br />
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008<br />
20.935 20.714 21.992 27.134 30.334 34.211 39.498 42.038<br />
101.327 97.940 95.002 92.193 91.279 91.084 92.400 95.000<br />
442,2 459,6 471,7 503,0 487,8 518,5 525,4 482,4<br />
1)<br />
Auf Basis der Klassifikation der Wirtschaftszweige (WZ93); Erzeugung von Roheisen, <strong>Stahl</strong> und Ferrolegierungen (EGKS);<br />
2)<br />
Beschäftigte am Jahresende in der <strong>Stahl</strong>industrie; mit örtlich verbundenen Betrieben und mit Auszubildenden;<br />
Quelle: Statisisches Jahrbuch der <strong>Stahl</strong>industrie 2007/2008<br />
11
12<br />
Oxygenstahlerzeugung in Mio. t<br />
3,5<br />
3,0<br />
2,5<br />
2,0<br />
1,5<br />
1,0<br />
0,5<br />
0,0<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 2: Monatliche Entwicklung der Oxygenstahlerzeugung in Deutschland<br />
Elektrostahlerzeugung in Mio. t<br />
1,6<br />
1,2<br />
0,8<br />
0,4<br />
0,0<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 3: Monatliche Entwicklung der Elektrostahlerzeugung in Deutschland
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Rohstahlerzeugung in Mio. t<br />
Rostahlerzeugung insg. in Mio. t<br />
5,0<br />
4,0<br />
3,0<br />
2,0<br />
1,0<br />
0,0<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 4: Monatliche Entwicklung der Rohstahlerzeugung in Deutschland<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
15,0<br />
(30,9%) 14,6<br />
(31,9%)<br />
2007<br />
2008<br />
33,5<br />
(69,1%)<br />
31,2<br />
(68,1%)<br />
48,6<br />
(100%)<br />
45,8<br />
(100%)<br />
Elektrostahl Oxygenstahl Rohstahl insg.<br />
Bild 5: Gegenüberstellung der Rohstahlerzeugung nach Verfahren<br />
13
14<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Mit der Rohstahlerzeugung von 45,833 Mio. t im Jahr 2008 lag die Erzeugung im Niveau<br />
von 2002. Gegenüber dem Vorjahr war dies ein Produktionsrückgang von<br />
2,717 Mio. t oder eine Abnahme von 5,6 %.<br />
Der Stranggussanteil an der Rohstahlerzeugung hat im Jahr 2008 das hohe Niveau<br />
von 95,9 % erreicht.<br />
Der Oxygenstahlanteil an der Rohstahlerzeugung ging im Jahr 2008 gegenüber dem<br />
Vorjahr um 1,0 Prozentpunkte von 69,1 % in 2007 auf 68,1 % in 2008 zurück. Dadurch<br />
nahm der Elektrostahlanteil in dieser Zeitspanne von 30,9 auf 31,9 % zu. Damit<br />
setzt sich der ab der Wiedervereinigung verstärkt eingesetzte Trend einer stetigen<br />
Zunahme der Elektrostahlerzeugung fort.<br />
Bei den warmgewalzten <strong>Stahl</strong>erzeugnissen wurden im Jahr 2008 65,5 % Flach- und<br />
34,5 % Langerzeugnisse gewalzt. Damit waren es 0,3 Prozentpunkte Flachstahlerzeugnisse<br />
weniger und entsprechend 0,3 Prozentpunkte Langstahlerzeugnisse mehr<br />
als im Vorjahr.<br />
Der Gesamtumsatz der Betriebe veränderte sich von 39,498 Mrd. € in 2007 auf<br />
42,038 Mrd. € in 2008. Bezogen auf die jeweilige Rohstahlerzeugung ergibt sich ein<br />
Anhaltswert von 813,6 €/t RSt für 2007 und für 2008 ein Anstieg auf 917,2 €/t RSt.<br />
Mit einer Erhöhung der Beschäftigten von 2600 Personen ging die Produktivitätskennzahl<br />
in t Rohstahlerzeugung je Beschäftigten von 2007 mit 525,4 auf 482,4 und<br />
damit um 43,0 t RSt/B bis 2008 zurück.<br />
Die folgenden Bilder 6 bis 11 geben einen Gesamtüberblick über die Entwicklung<br />
wesentlicher <strong>Stahl</strong>daten ab dem Wiedervereinigungsjahr und damit Referenzjahr der<br />
Selbstverpflichtung zur Klimavorsorge der <strong>Stahl</strong>industrie.<br />
Das Bild 6 verdeutlicht den zyklisch schwankenden Aufwärtstrend der Rohstahlerzeugung<br />
ab dem Rezessions- und <strong>Stahl</strong>krisenjahr 1993 mit den Verfahrensanteilen<br />
an Oxygen- und Elektrostahl einschließlich des Siemes-Martin-<strong>Stahl</strong>anteils. Während<br />
in den alten Bundesländern die SM-<strong>Stahl</strong>erzeugung bereits in 1982 durch Stilllegung<br />
des letzten SM-<strong>Stahl</strong>werks in Bochum vollständig aufgegeben wurde, wurde<br />
der letzte SM-<strong>Stahl</strong> bis 1993 in Brandenburg in den neuen Bundesländern erzeugt.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Rohstahlerzeugung in Mt/a<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
43,939<br />
33,052 (75,3%) Oxygenstahl 31,194 (68,1%)<br />
10,887<br />
Gesamterzeugung<br />
45,833<br />
(100%)<br />
10<br />
5<br />
0<br />
8,852 (20,1%)<br />
Elektrostahl<br />
2,035 (4,6%) SM-<strong>Stahl</strong><br />
14,639 (31,9%)<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 6: Rohstahlerzeugung nach Verfahren<br />
Das Bild 7 zeigt die aus Sicht der Ressourcennutzung und CO2-Minderung bedeutsame<br />
Zunahme des Einsatzes von Schrott aus überwiegend inländischem Aufkommen<br />
zur Oxygen- und Elektrostahlerzeugung. 1991 lag die Schrotteinsatzquote (d. h.<br />
Schrotteinsatz / Rohstahlerzeugung) insgesamt bei 36,2 % und steigerte sich um 6,2<br />
Prozentpunkte durch die zunehmende Elektrostahlerzeugung auf 45,2 % in 2008.<br />
Dies entspricht einem Anstieg von 0,4 Prozentpunkten gegenüber dem Vorjahr.<br />
15
16<br />
Schrottnutzung zur <strong>Stahl</strong>erzeugung in Mt/a<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
42,169<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Rohstahlerzeugung insgesamt<br />
36,2 (362 kg/t)<br />
Schrotteinsatzquote insgesamt<br />
(rechte Skala)<br />
Schrotteinsatz insgesamt (Fremd- und Eigenschrott)<br />
15,246<br />
Schrotteinsatz Oxygenstahl<br />
Schrotteinsatz SM-<strong>Stahl</strong><br />
8,961<br />
8,093<br />
Schrotteinsatz Elektrostahl<br />
45,833 (100%)<br />
davon:<br />
Oxygenstahl (68,1%)<br />
Elektrostahl (31,9%)<br />
45,2 (452 kg/t)<br />
50<br />
45<br />
5<br />
15<br />
0<br />
10<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 7: Schrottnutzung zur <strong>Stahl</strong>erzeugung<br />
20,700<br />
(100%)<br />
15,100<br />
(72,9%)<br />
Das Bild 8 gibt die Entwicklung der warmgewalzten Walzstahlerzeugung der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
in Deutschland mit etwa 1,3 % je Jahr ansteigenden Anteilen an Fertigerzeugung<br />
und annähernd gleichbleibendem Halbzeugversand an Walzstahl wieder.<br />
Zu erkennen ist ein Einbruch des Anteils von Halbzeugversand an Walzstahl im Jahr<br />
2008.<br />
Das Bild 9 weist getrennt die Entwicklung der Rohstahlerzeugung für die <strong>Stahl</strong>standorte<br />
der alten und neuen Bundesländer von 1991 bis 2008 aus. Sie zeigt die<br />
nach der Restrukturierung und Modernisierung der <strong>Stahl</strong>werke in Brandenburg,<br />
Sachsen und Thüringen 1994 stetige Aufwärtsentwicklung der Rohstahlerzeugung<br />
auf 14,0 % der Gesamtrohstahlerzeugung im Jahre 2008. Im Vergleich mit dem Vorjahr<br />
ging die Rohstahlerzeugung der neuen Bundesländer um 0,5 Prozentpunkte zurück<br />
und entsprechend nahm die Rohstahlerzeugung der alten Bundesländer um 0,5<br />
Prozentpunkte zu.<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
Schrotteinsatzquote in %
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Rohstahl- und warmgewalzte<br />
Walzstahlerzeugung in Mt/a<br />
Rostahlerzeugung alte und<br />
neue Bundesländer in Mt/a<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
42,169<br />
Rezession<br />
38,560 (100%)<br />
32,880 (85,2%)<br />
5,689 (14,8%)<br />
Gesamterzeugung<br />
Rohstahl<br />
Gesamterzeugung<br />
Walzstahl<br />
Fertigerzeugung<br />
Walzstahl<br />
44,043<br />
(100%)<br />
39,927 (90,7%)<br />
4,116<br />
(9,3%)<br />
45,833<br />
5<br />
Halbzeugversand Walzstahl<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 8: Rohstahl- und warmgewalzte Walzstahlerzeugung<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
1990: Wiedervereinigung, Referenzjahr der Selbstverpflichtung<br />
Gesamterzeugung<br />
43,914 (100%)<br />
Rezession<br />
37,625<br />
38,434 (87,5%)<br />
5,481 (12,5%)<br />
Erzeugung in<br />
alten Bundesländern<br />
Erzeugung in<br />
neuen Bundesländern<br />
(keine “Wallfall-Profits”)<br />
45,833<br />
(100%)<br />
39,412(86,0%)<br />
6,421<br />
(14,0%)<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 9: Rohstahlerzeugung der alten und neuen Bundesländer<br />
17
18<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Das Bild 10 verdeutlicht den Wandel der regionalen Rohstahlerzeugung nach Mengen<br />
für die ausgewiesenen stahlerzeugenden Ländergruppen. Die deutlichsten Veränderungen<br />
seit der Wiedervereinigung hat hierbei Nordrhein-Westfalen mit einer<br />
Abnahme an der anteiligen Gesamtrohstahlerzeugung von 53,2 % in 1991 auf<br />
42,1 % in 2008 zu verzeichnen. Gegenüber dem Vorjahr erhöhte sich immerhin der<br />
Anteil von Nordrhein-Westfalen an der Gesamtrohstahlerzeugung um 0,1 Prozentpunkte<br />
im Jahr 2008.<br />
Regionale Rohstahlerzeugung in Mt/a<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
Baden-Württenberg, Bayern,<br />
Hessen, Rheinland-Pfalz<br />
42,169<br />
2,766 (6,6%)<br />
9,038 (21,4%)<br />
4,555 (10,8%)<br />
22,419 (53,2%)<br />
3,391 (8,0%)<br />
Bremen, Hamburg,<br />
Niedersachsen<br />
Nordrhein-Westfalen<br />
Gesamtrohstahlerzeugung<br />
Saarland<br />
Brandenburg, Sachsen, Thüringen<br />
4,247 (9,3%)<br />
10,403 (22,7%)<br />
5,480 (12,0%)<br />
19,282 (42,1%)<br />
6,421 (14,0%)<br />
45,833<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 10: Wandel der regionalen Rohstahlerzeugung nach Mengen<br />
Das Bild 11 zeigt die Entwicklung der Gesamtexportquote an Walzstahlprodukten<br />
mit dem Exportanteil in den Ländern der EU-15 bzw. EU-25 und dem Anteil an Exporten<br />
an Dritte. Der Anstieg der Gesamtexportquote bis 2007 auf über 53 % ist das<br />
Ergebnis der seit 1990 massiv umgesetzten Maßnahmen zur Steigerung der Kosteneffizienz<br />
in Verbindung mit den europa- und weltweiten <strong>Stahl</strong>wettbewerb.<br />
Das Bild 12 gibt die Entwicklung der Beschäftigten in der eisenschaffenden Industrie<br />
jeweils am Jahresende wieder. Erfasst sind hierbei die Beschäftigten der Betriebe<br />
einschließlich den Beschäftigten der örtlich verbundenen Betriebe (Gießereien, Ziehereien<br />
und Kaltwalzwerke und sonstige Produktionsbetriebe) sowie die Auszubildenden.<br />
Alte Bundesländer<br />
Neue Bundesländer
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Walzstahlexporte in %<br />
Beschäftigte der eisenschaffenden Industrie<br />
am Jahresende in Tsd/a<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
39,7<br />
25,4<br />
Gesamtexportquote<br />
Exportanteil in<br />
EU(15) bzw. EU(25)* )<br />
Exportanteil an Dritte<br />
0<br />
1990 95 2000 05 07 2010<br />
250<br />
225<br />
200<br />
175<br />
150<br />
125<br />
100<br />
50,4<br />
13,6<br />
53,3<br />
40,9<br />
14,3 12,4<br />
)<br />
* EU(25) ab 2003<br />
233,435<br />
174,992<br />
Bild 11: Walzstahlexporte<br />
Beschäftigte insgesamt<br />
Veränderung<br />
- 59,3%<br />
95,000<br />
75<br />
50<br />
58,443<br />
25<br />
0<br />
1990<br />
Beschäftigte der neuen Bundesländern<br />
8,985<br />
95 2000 03 05 08 2010<br />
Bild 12: Beschäftigten in der eisenschaffenden Industrie am Jahresende<br />
19
20<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Teil II – Zwischenbilanz der Primärenergieeffizienzsteigerung und CO2-<br />
Minderung der <strong>Stahl</strong>industrie von 1990 bis 2008<br />
Wie in den vorangegangenen <strong>Monitoring</strong>-Berichten dokumentiert wurde, konnte die<br />
<strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland ihren auf die Rohstahlerzeugung bezogenen spezifischen<br />
Primärenergieverbrauch sowie ihre spezifische primärenergiebedingte CO2-<br />
Emission seit 1960 um mehr als 40 % verringern.<br />
Erreicht wurden diese Ergebnisse durch den fortlaufenden Strukturwandel, durch<br />
Innovationen in der Verfahrens- und Anlagentechnik und durch die energietechnische<br />
und ausbringensverbessernde Weiterentwicklung der Prozesse. Begleitet wurden<br />
diese Maßnahmen vor allem in den integrierten Hüttenwerken durch die ständige<br />
Anpassung und Optimierung der emissionsmindernden Energieverbundwirtschaft,<br />
vorrangig durch rationelle Nutzung der zwangsweise anfallenden Prozessgase<br />
Koksofengas, Hochofengas, Konvertergas sowie des Abhitzedampfs.<br />
Bis Anfang der 90er Jahre war für die CO2-Minderung hauptsächlich die bedeutende<br />
Verringerung des Bedarfs an Reduktionsmitteln für den kohlenstoffbasierten Hochofenprozess<br />
maßgebend. Im letzen Jahrzehnt gewann bei den Ersatzreduktionsmitteln<br />
die Einblaskohle steigende Bedeutung, wobei der Kohleeinsatz den Schweröleinsatz<br />
schon seit Jahren mengenmäßig übertrifft. Die tägliche Arbeit der Betreiber<br />
von Hochöfen, der Anlagenbauunternehmen sowie der Forschungsinstitute und<br />
Hochschulen zur Optimierung des Hochofenprozesses haben dazu geführt, dass der<br />
Bedarf an unverzichtbaren metallurgischen Kohlenstoffträgern für den Eisenerz-<br />
Reduktionsprozess im Hochofen das verfahrenstechnische Minimum in 2001 erreicht<br />
hat.<br />
Seit dem Erreichen des weitgehend ausgereizten Prozessoptimums waren für diesen<br />
kohlenstoffbasierten metallurgischen Kernprozess weitere CO2-Minderungen nicht<br />
mehr gegeben.<br />
Damit betrafen daher die umgesetzten Minderungsmaßnahmen im Rahmen der<br />
Selbstverpflichtung im Wesentlichen die dem Hochofenprozess vor- und nachgeschalteten<br />
sowie prozessverbundenen Stoff- und Energieumwandlungsprozesse.<br />
Eine Vielzahl von Einzelmaßnahmen im Elektrostahlbereich wie auch in der vielfältigen,<br />
vertieften Weiterverarbeitung und Medienversorgung führten zu den zusätzlichen<br />
CO2-Minderungen.<br />
Die ungünstige Entwicklung der Rohstoffpreise und –verfügbarkeit der letzten Jahre<br />
hat dazu geführt, dass der Bedarf an metallurgischen Kohlenstoffträgern für den Eisenerz-Reduktionsprozess<br />
im Hochofen in den letzten 5 Jahren ständig wieder angestiegen<br />
ist.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Entwicklung der primärenergiebedingten CO2-Emission<br />
Wie die Auswertung für die <strong>Stahl</strong>industrie in Bild 13 dokumentiert, konnte in der<br />
Selbstverpflichtungszeitspanne von 1990 bis 2008 die auf die gesamte Rohstahlerzeugung<br />
bezogene spezifische primärenergiebedingte CO2-Emission um 14,0 % gesenkt<br />
werden. Im Vergleich zum Vorjahr erhöhte sich die spezifische CO2-Emission<br />
von 1343 kg CO2/t RSt in 2007 auf 1371 kg CO2/t RSt im 2008 oder um 28 kg CO2/t<br />
RSt (Bild 14). Er lag damit auf dem Niveau der Jahre 2002-2003.<br />
Index der spez. primärenergiebedingten<br />
CO -Emission in %<br />
2<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
(1990 = 100%)<br />
Spez. CO2-Emission der Rohstahlerzeugung<br />
ohne Fremdstrom<br />
Spez. CO2-Emission der Rohstahlerzeugung<br />
mit Fremdstrom<br />
CO2 spezifisch = -14,0%<br />
Erweiterte Ressourceneffizienz-Selbstverpflichtung entsprechend der<br />
UN-, EU- und nationalen Zielvorgabe der “Nachhaltigen Entwicklung”<br />
vom Mai 2001: -22% CO spezifisch von 1990 bis 2012<br />
2<br />
60<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 13: Index der spezifischen primärenergiebedingten CO2-Emission<br />
der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
86,0<br />
83,1<br />
21
22<br />
Spezifische primärenergiebedingte CO -Emission<br />
intCO/tRSt 2<br />
2<br />
1,8<br />
1,6<br />
1,4<br />
1,2<br />
1,0<br />
0,8<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
1,594<br />
1,404<br />
Spez. CO2-Emission der Rohstahlerzeugung<br />
mit Fremdstrom primärenergetisch bewertet<br />
CO2spez. = -0,22 t CO 2/t RSt (-14,0%)<br />
1,371<br />
CO2spez. = -0,24 t CO 2/t RSt (-16,9%)<br />
Spez. CO2-Emission der Rohstahlerzeugung<br />
ohne Fremdstrom<br />
1,167<br />
0,6<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 14: Spezifische primärenergiebedingte CO2-Emission<br />
der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
Auch bei der klimapolitisch maßgebenden absoluten CO2-Minderung wurde durch<br />
Einsparungen beim absoluten Primärenergieeinsatz ein wesentlicher Beitrag geleistet<br />
(Bild 15).<br />
Bezogen auf den Referenzwert der Rohstahlerzeugung von 1990 mit 43,914 Mio. t<br />
verminderte sich der CO2-Ausstoß bei unterstellter gleichbleibender Rohstahlerzeugung<br />
bis 2008 um 9,824 Mio. t und damit um 14,0 %.<br />
Im Berichtszeitraum von 2007 bis 2008 erhöhte sich die ebenfalls auf den Referenzwert<br />
der Rohstahlerzeugung von 1990 bezogene absolute primärenergiebedingte<br />
CO2-Emission um 1,233 Mio. t CO2 von 58,963 auf 60,196 Mio. t CO2.<br />
Der im Allgemeinen abnehmende Abstand in den zyklischen Kurvenverläufen zwischen<br />
der jährlichen, effektiven Rohstahlerzeugung und der absoluten CO2-Emission<br />
verdeutlicht außerdem die fortschreitende Entkoppelung dieser Größen.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Primärenergiebedingte CO -Emission in Mt/a<br />
2<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
Absolute CO2-Emission mit Fremdstrom<br />
bei der RSt-Erzeugung 1990 von 43,914 Mt<br />
mit der jährlichen Effizienzsteigerung<br />
70,020 (100%)<br />
61,644<br />
CO 2<br />
Abs. CO -Emission mit Fremdstrom<br />
2<br />
Abs. CO -Emission ohne Fremdstrom<br />
2<br />
”Early Action”= -9,824 Mt (-14,0%)<br />
20<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
1)<br />
1)<br />
62,826 (89,7%)<br />
60,196 (86,0%)<br />
53,494<br />
43,914 45,833<br />
Rohstahlerzeugung<br />
1)<br />
Absolute CO2-Emission bei jährlicher Rohstahlerzeugung<br />
Bild 15: Primärenergiebedingte CO2-Emission der Selbstverpflichtung<br />
23
24<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Entwicklung des Primärenergieverbrauchs<br />
Entwicklung des monatlichen Primärenergieverbrauchs<br />
Die Bilder 16 bis 21 geben die monatliche Entwicklung des spezifischen Primärenergieverbrauchs<br />
je nach Energieträger wieder. Bild 22 zeigt eine Gegenüberstellung<br />
der Verbräuche im Jahresdurchschnitt.<br />
Im Vergleich zu 2007 stieg der monatliche spezifische Koksverbrauch insbesondere<br />
im letzten Quartal des Jahres 2008 stark an (Bild 16). Nach Bild 22 wurde im Jahresdurchschnitt<br />
per Tonne Rohstahl mehr Koks im Jahr 2008 als im Vorjahr verbraucht.<br />
Der Verbrauch an Koks stieg um rund 1,0% auf etwa 7,95 GJ/t RSt. Diese<br />
Entwicklung ist vor allem auf den Anstieg des Verbrauchs an Koksgrus bei der Sinteranlage<br />
zurückzuführen.<br />
Der Koksverbrauch und der Kohleverbrauch weisen gegensätzliche Entwicklungen<br />
aus. Im Gegensatz zu Koks nahm der monatliche spezifische Kohleverbrauch in dem<br />
letzten Quartal ab (Bild 17). Im Jahresdurchschnitt erhöhte sich der spezifische<br />
Verbrauch an Kohle (einschließlich sonstige feste Brennstoffe) im Jahr 2008 um<br />
2,7% auf 2,29 GJ/t RSt (Bild 22).<br />
Während bis September 2008 spezifisch weniger Heizöl als im Jahr 2007 verbraucht<br />
wurde (Bild 18), stieg der spezifische Heizölverbrauch im 4. Quartal 2008 auf immer<br />
höherem Niveau als im Vorjahr an. Im Jahresdurchschnitt ging der Heizölverbrauch<br />
im Jahr 2008 gegenüber dem Vorjahr um rund 3,7 % auf 0,52 GJ/t RSt zurück.<br />
Gegenüber 2007 wurde bis September 2008 mehr oder weniger Koksofengas spezifisch<br />
verbraucht (Bild 19). Insbesondere im 4. Quartal 2008 stieg der monatlich spezifische<br />
Koksgasverbrauch schnell an. Der Koksgasverbrauch lag im Jahresdurchschnitt<br />
mit 0,80 GJ/t RSt um 3,9 % über dem Niveau des Vorjahres (Bild 22). Die<br />
Veränderung ist im wesentlichen auf die Zunahme der Substitution von Erdgas durch<br />
Koksgas zurückzuführen.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Der spezifische Verbrauch an Erdgas lag bis Oktober 2008 auf höherem Niveau als<br />
im Vorjahr, dann ging er auf niedrigeres Niveau als im Vorjahr zurück (Bild 20). Im<br />
Jahresdurchschnitt nahm der spezifische Ergasverbrauch im Jahr 2008 gegenüber<br />
dem Vorjahr um 4,7 % auf 2,23 GJ/t RSt zu (Bild 22).<br />
Außer im September und Oktober wurde über das Jahr 2008 spezifisch mehr Strom<br />
verbraucht als im Jahr 2007 (Bild 21). Ein relativ hoher Anstieg des spezifischen<br />
Stromverbrauchs ist im letzten Quartal 2008 zu erkennen. Im Jahresdurchschnitt erhöhte<br />
sich der Verbrauch an Fremdstrom (primärenergetisch bewertet) gegenüber<br />
dem Vorjahr um deutliche 5,3 % auf 4,2 GJ/t aufgrund der Zunahme des Anteils von<br />
Elektrostahl an der Gesamt-Rohstahlerzeugung (Bild 22).<br />
Wie sich der monatliche spezifische Primärenergieverbrauch im Jahr 2008 veränderte,<br />
zeigt Bild 23. Über das Jahr 2008 lag der monatliche spezifische Primärenergieverbrauch<br />
auf höherem Niveau als im Vorjahr. Insbesondere stieg der spezifische<br />
Primärenergieverbrauch im letzten Quartal des Jahres 2008 stark an.<br />
Die Entwicklung der Primärenergiebezugsstruktur für das Jahr 2008 im Vergleich zu<br />
2007 ist in den Bildern 24 bis 30 dargestellt. Die Entwicklungen der Anteile am Gesamtenergieverbrauch<br />
waren je nach Energieträger sehr unterschiedlich.<br />
25
26<br />
Verbrauch an Koks einschl. Koksgrus<br />
in GJ/t RSt<br />
10<br />
5<br />
0<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 16: Monatlicher spezifischer Verbrauch an Koks einschließlich Koksgrus<br />
Verbrauch an Kohe und sonst. festen<br />
Brennstoffen in GJ/t RSt<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 17: Monatlicher. spezifischer Verbrauch an Kohle und sonst. festen Brennstoffen
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Heizölverbrauch in GJ/t RSt<br />
Verbrauch an Koksofengas in GJ/t RSt<br />
1,0<br />
0,5<br />
0,0<br />
1,2<br />
0,8<br />
0,4<br />
0,0<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 18: Monatlicher spezifischer Heizölverbrauch<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 19: Monatlicher spezifischer Verbrauch an Koksofengas<br />
27
28<br />
Verbrauch an Erdgas und sonst. Gas<br />
in GJ/t RSt<br />
Verbrauch an Fremdstrom 1)<br />
in GJ/t RSt<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 20: Monatlicher spezifischer Verbrauch an Erdgas<br />
1) einschließlich Fremdbezug von Sauerstoff,<br />
primärenergetisch bewertet<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 21: Monatlicher spezifischer Verbrauch an Fremdstrom
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Primärenergieverbrauch in GJ/t RSt<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
7,87 7,95<br />
2,23 2,29<br />
0,54<br />
0,52<br />
2007<br />
2008<br />
0,77<br />
0,80<br />
Koks Kohle Schweröl Koksofengas<br />
2,13<br />
2,23<br />
4,19<br />
3,98<br />
Erdgas Fremdstrom<br />
Bild 22: Jahresmittel des spezifischen Primärenergieverbrauchs je nach Energieträger<br />
für die <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland. Vergleich 2008/2007<br />
Primärenergieverbrauch in GJ/t RSt<br />
22<br />
20<br />
18<br />
16<br />
14<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 23: Monatlicher spezifischer Primärenergieverbrauch insgesamt<br />
29
Primärenergie- und<br />
Reduktionsmittelbezugsstruktur in %<br />
30<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Fremdstrom<br />
Erdgas und sonst. Gas<br />
Koksofengas<br />
Einblaskohle<br />
Hochofenkoks und Koksgrus<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Jahr 2008<br />
Schweröl<br />
Bild 24: Monatliche Entwicklung der Energie- und Reduktionsmittelbezugsstruktur<br />
der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
Anteil an Koks einschl. Koksgrus<br />
in %<br />
50<br />
45<br />
40<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 25: Monatlicher Anteil an Koks einschließlich Koksgrus am PEV
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Anteil an Kohe und sonst. festen Brennstoffen<br />
in %<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 26: Monatlicher Anteil an Koks einschließlich Koksgrus am PEV<br />
Anteil an Heizölverbrauch in %<br />
5,0<br />
2,5<br />
0,0<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 27: Monatlicher Anteil an Heizöl am Primärenergieverbrauch<br />
31
32<br />
Anteil an Koksofengas in %<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 28: Monatlicher Anteil an Koksofengas am Primärenergieverbrauch<br />
Anteil an Erdgas und sonst. Gas<br />
in %<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 29: Monatlicher Anteil an Erdgas am Primärenergieverbrauch
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Anteil an Fremdstrom 1)<br />
in %<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
1) einschließlich Fremdbezug von Sauerstoff,<br />
primärenergetisch bewertet<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Bild 30: Monatlicher Anteil an Fremdstrom am Primärenergieverbrauch<br />
33
34<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Entwicklung des jährlichen Primärenergieverbrauchs<br />
Die in Abhängigkeit von der jährlichen Rohstahlerzeugung sich ergebenden Veränderungen<br />
beim absoluten und spezifischen Primärenergieverbrauch sowie absoluten<br />
und spezifischen CO2-Emission weist die Tabelle 3 für die Jahre 2004 bis 2008 aus.<br />
Für diese Jahre sind die Anteile der <strong>Stahl</strong>industrie am Primärenergieverbrauch und<br />
an der Gesamt-CO2-Emission von Deutschland in Tabelle 4 aufgeführt.<br />
Tabelle 3: Entwicklung des Primärenergieverbrauchs und der CO2-Emission der<br />
<strong>Stahl</strong>industrie von 2004 bis 2008<br />
Gesamt-Primärenergieverbrauch in PJ/a<br />
spez. Primärenergieverbrauch in GJ/t RSt<br />
Gesamt-CO2-Emission mit Fremdstrom in kt/a<br />
Gesamt-CO2-Emission ohne Fremdstrom in kt/a<br />
spez. CO2-Emission mit Fremdstrom kg/t RSt<br />
spez. CO2-Emission ohne Fremdstrom kg/t RSt<br />
2004 2005 2006 2007 2008<br />
835,200 787,184 823,587 850,111 824,078<br />
18,01 17,68 17,44 17,51 17,98<br />
63.084 60.155 63.337 65.188 62.826<br />
53.000 51.408 53.965 55.775 53.494<br />
1.360 1.351 1.341 1.343 1.371<br />
1.143 1.155 1.143 1.149 1.167<br />
Tabelle 4: Veränderungen der Anteile der <strong>Stahl</strong>industrie am Primärenergieverbrauch<br />
und der CO2-Emission in Deutschland von 2004 bis 2004<br />
Primärenergieverbrauch (PEV) in Deutschland in PJ 1)<br />
Anteil <strong>Stahl</strong>industrie am PEV in Deutschland in %<br />
CO 2-Emission in Deutschland in Mt 2)<br />
Anteil <strong>Stahl</strong>industrie an CO 2-Emission in Deutschland in %<br />
Quelle: 1) Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen 1/2009; PEV für 2007 vorläufig;<br />
2) Berechnungen des Umweltbundesamtes 3/2009; CO 2-Emission für 2008 vorläufig<br />
2004 2005 2006 2007 2008<br />
14.656 14.469 14.598 13.842 14.000<br />
5,70 5,44 5,64 6,14 5,89<br />
832,4 865,0 880,3 856,6 833,0<br />
7,58 6,95 7,19 7,61 7,54<br />
Im vergangenen Jahr 2007 hatte die <strong>Stahl</strong>industrie mit ihrem Gesamt-<br />
Primärenergieverbrauch von 850,1 PJ einen Anteil von 6,1 % am gesamten Primärenergieverbrauch<br />
Deutschlands von 14.469 PJ. Mit 824,1 PJ in 2008 verminderte<br />
sich der Anteil der <strong>Stahl</strong>industrie am Primärenergieverbrauch Deutschlands auf<br />
5,9 %.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Eine vergleichbare Entwicklung ergab sich auch beim Anteil an CO2-Emission durch<br />
die Verminderung von 7,6 % in 2007 auf 7,5 % der Gesamt-CO2-Emission in<br />
Deutschland in 2008.<br />
Die Bilder 31 und 32 geben die Entwicklungen des absoluten und spezifischen Primärenergieverbrauchs<br />
der <strong>Stahl</strong>industrie ab dem Referenzjahr 1990 bis zum Berichtsjahr<br />
2008 der Primärenergieeffizienz- Selbstverpflichtung wieder.<br />
Primärenergieverbrauch der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
in PJ/a<br />
1200<br />
1000<br />
900<br />
800<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
902,9 (100%)<br />
743,0<br />
(82,3%)<br />
43,914<br />
PEV/ Primärenergieverbrauch bei der<br />
RSt-Erzeugung 1990 (43,914 Mt)<br />
Primärenergieverbrauch insgesamt<br />
824,1 (100%)<br />
Fossiler Primärenergieverbrauch (ohne Fremdstrom)<br />
Rohstahlerzeugung (rechte Skala)<br />
PEV = -113,3 PJ (-12,5%)<br />
789,6<br />
632,0 (76,7%)<br />
45,833<br />
200<br />
20<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 31: Primärenergieverbrauch der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
Nach Bild 31 ist ab 1990 der absolute Primärenergieverbrauch der <strong>Stahl</strong>industrie von<br />
902,9 PJ bis 2008 auf 789,6 PJ bei gleichbleibender Rohstahlerzeugung unterstellt<br />
wie im Jahre 1990 von 43,914 Mio. t, effektiv um 12,5 % vermindert worden. Dieser<br />
113,3 PJ Minderverbrauch entspricht einem um 3,87 Mio. t SKE vermiedenen Primärenergieeinsatz.<br />
Die Verminderung des spezifischen Primärenergieverbrauchs der <strong>Stahl</strong>industrie für<br />
die Zeitspanne 1990 bis 2008 weist Bild 32 aus.<br />
50<br />
40<br />
30<br />
Rohstahlerzeugung in Mt/a<br />
35
36<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Bezogen auf die jeweilige gesamte Rohstahlerzeugung wurde eine spezifische Minderung<br />
des Primärenergieverbrauchs von 20,56 auf 17,98 GJ/t RSt und damit um<br />
2,58 GJ/t RSt zwischen 1990 bis 2008 erreicht.<br />
Spezifischer Primärenergieverbrauch (PEV)<br />
in GJ/t RSt 25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
20,56<br />
16,92<br />
Spezifischer PEV mit Fremdstrom<br />
primärenergetisch bewertet<br />
PEV spez. = -2,58 GJ/t RSt (-12,5%)<br />
17,98<br />
Spezifischer fossiler PEV<br />
ohne Fremdstrom<br />
PEV spez. = -3,13 GJ/t RSt (-18,5%)<br />
13,79<br />
5<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 32: Spezifischer Primärenergieverbrauch der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
Die strichpunktierte Linie weist den Werteverlauf des direkten spezifischen fossilen<br />
Primärenergieeinsatzes aus, d. h. ohne die primärenergetisch bewertete fremdbezogene<br />
elektrische Energie und ohne den primärenergetisch und strombewerteten<br />
fremdbezogenen Sauerstoff. Von 1990 bis 2008 verminderte sich dieser so ermittelte<br />
spezifische fossile Primärenergieverbrauch von 16,92 auf 13,79 GJ/t RSt und damit<br />
um 18,5 %.<br />
Wie sich die Energie- und Reduktionsmittelbezugsstruktur von 1990 bis 2008 für die<br />
<strong>Stahl</strong>industrie veränderte, wird mit Bild 33 veranschaulicht.<br />
Im Jahre 1990 betrug der Bezug der <strong>Stahl</strong>industrie an den Reduktionsmitteln Hochofenkoks<br />
(einschließlich Koksgrus), Schweröl (einschließlich sonstige Kohlenwasserstoffe)<br />
und Einblaskohle sowie dem Koksofengas als Brenngas auf Kohlebasis insgesamt<br />
noch 72,1 %, 2008 ging dieser Anteil auf 64,3 % zurück (entspricht einem<br />
Abnahme um 0,9 Prozentpunkt gegenüber dem Vorjahr). Damit nahm der Fremdbezug<br />
an elektrischer Energie sowie von Erdgas und sonstiges Gas (Grubengas) von
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
27,9 in 1990 auf 35,7% in 2008 zu. Dies entspricht einem Anstieg um 0,9 Prozentpunkt<br />
gegenüber dem Vorjahr. Diese Veränderung der Bezugsstruktur gibt damit<br />
auch einen weiteren Anhalt über die primärenergiebedingten Veränderungen betreffend<br />
der CO2-Emission.<br />
Energie- und Reduktionsmittelbezugsstruktur<br />
in %<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
1)<br />
2)<br />
3)<br />
4)<br />
82,3<br />
72,1<br />
63,7<br />
59,4<br />
52,1<br />
Fremdstrom 4)<br />
64,3<br />
Koksofengas<br />
Schweröl 1)<br />
Einblaskohle 1)<br />
76,7<br />
Erdgas und sonstiges Gas<br />
Prozessenergien<br />
3)<br />
59,8<br />
56,9<br />
44,2<br />
1) 2)<br />
Hochofenkoks und Koksgrus<br />
Stoffliche Nutzung als Reduktionsmittel für den Hochofenprozess<br />
Prozessenergie für die Agglomeration der Feinerze<br />
Prozessenergie für die Agglomeration und Hochtemperaturprozessen<br />
Primärenergieaufwand für die Erzeugung von Fremdstrom und Sauerstoff<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010 15<br />
Bild 33: Energie- und Reduktionsmittelbezugsstruktur der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
Reduktionsmittel und<br />
Fremdbezug<br />
Brenngas auf Kohlebasis<br />
37
38<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Schwerpunkte der Energieeinsparungen im Bereich der Prozessgas- und Erdgaswirtschaft<br />
sowie der Elektrostahlerzeugung<br />
Die bedeutendsten Energieeinsparungen ab dem Referenzjahr der Selbstverpflichtung<br />
wurden durch die im Bereich der Prozessgas- und Erdgaswirtschaft umgesetzten<br />
Maßnahmen erreicht. Energie- und verfahrenstechnische Optimierungen der<br />
Hochtemperaturprozesse zur Sintererzeugung, Winderhitzung, Walzguterwärmung,<br />
Prozessdampferzeugung sowie Anlagen der Energieverbundwirtschaft waren hierbei<br />
aufgrund der sehr hohen Stoffströme und hohen Prozesstemperaturen die wirkungsvollsten<br />
Einsparschwerpunkte. Im Bereich der Nutzung elektrischer Energie waren es<br />
vor allem erhebliche Einsparungen bei der Elektrostahlerzeugung.<br />
Die Vielfalt von Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz für die Zeitspanne<br />
1990 bis 2007 ist in den bisherigen sieben CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong>en ausführlich<br />
beschrieben worden.<br />
Die folgenden Bilder 34 bis 40 dokumentieren die Entwicklungen seit dem Referenzjahr<br />
1990 und die Weiterentwicklungen hinsichtlich Energieeinsparung in den vorgenannten<br />
Bereichen bis 2008.<br />
Das Bild 34 zeigt für den Optimierungsbereich der Prozessgas- und Erdgaswirtschaft<br />
eine insgesamt erreichte Einsparung von 1,012 GJ/t RSt von 1990 bis 2008<br />
und damit für diesen Zeitraum eine Minderung von 14,3 %. Die Einsatzstruktur der<br />
Brenngase beispielsweise für 2008 mit 45,1 % Hochofengas (einschließlich Konvertergas),<br />
14,5 % Koksofengas und 40,4 % Erdgas (einschließlich Grubengas) macht<br />
die überragende Bedeutung der Prozessgasnutzung in der <strong>Stahl</strong>industrie deutlich.<br />
Verglichen mit dem Vorjahr stieg in 2008 der Verbrauch an Hochofengas um 4,86 %<br />
(oder 0,12 GJ/t RSt) auf 2,556 GJ/t RSt, an Konvertergas um 18,9 % (oder 0,03 GJ/t<br />
RSt) auf 0,174 GJ/t RSt, an Koksofengas um 4,8 % (oder 0,04 GJ/t RSt) auf 0,884<br />
GJ/t RSt und an Erdgas (einschließlich Grubengas) um 5,01 % (oder 0,12 GJ/t RSt)<br />
auf 2,454 GJ/t RSt zu. Damit war der spezifische Brenngasverbrauch der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
mit 6,077 GJ/t RSt um 5,23 % (oder 0,30 GJ/t RSt) höher als im Vorjahr.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
10<br />
Spez. Brenngasverbrauch der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
in GJ/t RSt<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
7,089<br />
39,6%<br />
Konvertergas<br />
4,280<br />
22,7%<br />
2,671<br />
37,7%<br />
Sonstiges Gas<br />
Spez. Brenngasverbrauch insgesamt<br />
Einsparung = 1,012 GJ/t RSt (-14,3%)<br />
Hochofengas<br />
Koksofengas<br />
Erdgas<br />
6,077<br />
3,338<br />
45,1%<br />
14,5%<br />
2,454<br />
40,4%<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 34: Spezifischer Brenngasverbrauch der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
Das Bild 35 gibt die Entwicklung des Prozessenergieverbrauchs an festen Brennstoffen<br />
und Brenngas für die Zündöfen der Sinteranlagen wieder.<br />
Verglichen mit dem Vorjahr stieg der Verbrauch an festen Brennstoffen um rund<br />
3,3 % auf 50,5 kg/t Sinter.<br />
Der Brenngasverbrauch für die Zündöfen nahm um 4,9 % auf 85 MJ/t Sinter zu. Damit<br />
lag der Prozessenergieverbrauch mit 1531 MJ/t Sinter um 3,5 % über dem Niveau<br />
des Vorjahres.<br />
Der Stromverbrauch war mit 27,3 kWh/t Sinter um etwa 1,4 % wieder niedriger als im<br />
Vorjahr.<br />
Das Bild 36 gibt die jährliche Entwicklung des Primärenergieverbrauchs der Sintererzeugung<br />
wieder.<br />
Die thermische Aufbereitung feinkörniger Eisenerze und Konzentrate im Sinterprozess<br />
trägt wesentlich zur Minimierung des Reduktionsmittelbedarfs des Hochofenprozesses<br />
bei. Zur Senkung des Primärenergieverbrauchs wird der Sinterprozess<br />
ständig optimiert. So konnte durch Verfahren zur Vergleichmäßigung des Rohstoffeinsatzes<br />
in den Sinteranlagen, wie Mischbetttechnik oder automatische Steuerung<br />
39
40<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
von Wiegebunkern, neben den vorrangigen Qualitätsverbesserungen auch der<br />
Energiebedarf gesenkt werden. Außerdem wurde durch Anhebung der Schichthöhe<br />
sowie Optimierung des Sinterprozesses über verbesserte Zündbedingungen der<br />
Energiebedarf weiter verringert.<br />
Erreicht wurde dies mit konstruktivem Umbau und Vergrößerung der Zündöfen bei<br />
geänderter Anordnung der Brenner und durch zusätzliche Wärmebehandlungshauben.<br />
Zusammen mit einer verbesserten Mischgutaufgabe, der Kaltabsiebung, einer<br />
Erhöhung der Schichthöhe sowie einer Senkung der FeO- und MgO-Gehalte konnte<br />
der durchschnittliche Gesamtenergiebedarf (ohne Strom) der Sinteranlagen bis 2003<br />
auf 1389 MJ/t Sinter vermindert werden (Bild 36 bis 38-b).<br />
Im Bild 38-b ist seit 2003 die Abnahme des Anteils von Eisen (Feges) sowie der Anstieg<br />
des FeO-Gehalts des Sinters zu erkennen. Außerdem wurde seit 2003 u. a. die<br />
Basizität (CaO/SiO2) des Sinters erhöht. Dies ist mit einem Anstieg des Energieverbrauchs<br />
verbunden, wie im Bild 36 zu entnehmen ist.<br />
Wie Bild 36 zeigt, stieg der Primärenergieverbrauch im Jahr 2008 auf 1,531 GJ/t Sinter<br />
(ohne Strom). Das waren etwas 3,5 % mehr als im Vorjahr.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
kg/t Si<br />
55<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
MJ/t Si<br />
150<br />
130<br />
110<br />
90<br />
70<br />
MJ/t Si<br />
1600<br />
1500<br />
1400<br />
1300<br />
1200<br />
kWh/t Si<br />
30<br />
28<br />
26<br />
Spez. Verbrauch an festen Brennstoffen der Sinteranlagen<br />
42,4<br />
Spez. Brenngasverbrauch<br />
136<br />
Spez. Verbrauch an festen Brennstoffen und Brenngas<br />
1364<br />
Spez. Stromverbrauch<br />
29,0<br />
46,0<br />
Feste Brennstoffe<br />
(Koksgrus+Anthrazit)<br />
Brenngasverbrauch Zündöfen<br />
Feste Brennstoffe und Brenngasenergieverbrauch<br />
insgesamt<br />
zur Agglomerierung der Feinerze<br />
durch Sintern<br />
Stromverbrauch<br />
Einsparung 51 MJ/t Si (-37,5%)<br />
85 85<br />
1422<br />
26,8<br />
50,5<br />
1531<br />
27,3<br />
24<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 35: Prozessenergieverbrauch der Sinteranlage<br />
41
42<br />
2,5<br />
Spez. Primärenergieverbrauch der<br />
Sinteranlage in GJ/t Sinter<br />
2,0<br />
1,5<br />
1,0<br />
0,5<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
1,667<br />
1,364<br />
1,228<br />
Spez. Primärenergieverbrauch insgesamt<br />
Strom<br />
Brenngas<br />
Feste Brennstoffe<br />
(Koksgrus + Anthrazit)<br />
1,816<br />
1,531<br />
1,446<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 36: Primärenergieverbrauch der Sinteranlage
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Sintererzeugung in Mt/a<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
12<br />
27,778<br />
Sintererzeugung 30,074<br />
Anzahl der Sinteranlagen in Betrieb<br />
(rechte Skala)<br />
10 5<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 37: Sintererzeugung und Anzahl der Sinteranlagen in Betrieb<br />
2<br />
Produktivität in t Sinter/ m .24h<br />
60<br />
55<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
490<br />
33,6<br />
Sinterschicht<br />
(rechte Skala)<br />
Produktivität<br />
9<br />
20<br />
15<br />
10<br />
600<br />
500<br />
400<br />
30 300<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 38: Produktivität der Sinteranlagen und Höhe der Sinterschicht<br />
527<br />
40,4<br />
Anzahl der Sinteranlagen in Betrieb<br />
Sinterschicht in mm<br />
43
44<br />
FeO in %<br />
CaO/SiO2 in %<br />
MgO in %<br />
9,0<br />
8,0<br />
7,0<br />
6,0<br />
2,2<br />
2,0<br />
1,8<br />
1,6<br />
1,4<br />
1,2<br />
2<br />
1,8<br />
1,6<br />
1,4<br />
1,2<br />
1<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
FeO<br />
Fe ges.<br />
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008<br />
CaO/SiO2<br />
SiO2<br />
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008<br />
MgO<br />
Al2O3<br />
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008<br />
Bild 38-b: Chemische Zusammensetzung des Sinters<br />
(Quelle: VDEh Hochofenausschuss)<br />
59<br />
58<br />
57<br />
56<br />
6,0<br />
5,8<br />
5,6<br />
5,4<br />
5,2<br />
5,0<br />
2,0<br />
1,8<br />
1,6<br />
1,4<br />
1,2<br />
1,0<br />
Fe ges in %<br />
SiO2 in %<br />
Al2O3 in %
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Das Bild 39 weist für den durchschnittlichen Brenngasverbrauch der Hochofenbetriebe<br />
eine Einsparung von 15 % in der Zeit von 1990 bis 2008 aus. In diesem Nutzungsbereich<br />
deckt das Hochofengas -prozesssynchron zum Hochofenprozess- über<br />
77 % und die Starkgase Koksofen-, Konverter- und Erdgas fast 23 % des Brenngasbedarfs<br />
ab. Die Brenngase werden überwiegend in den Winderhitzern für die Heißwinderzeugung<br />
genutzt. Ein energiewirtschaftlicher Schwerpunkt bei diesen Anlagen<br />
waren in den 80er Jahren Maßnahmen zum verstärkten Einsatz des schwachkalorigen<br />
Hochofengases, um einen Winderhitzerbetrieb ohne bzw. mit möglichst geringem<br />
Starkgaszusatz zu ermöglichen.<br />
Der Weg dazu war - bei Beibehaltung hoher Windtemperaturen - die Vorwärmung<br />
der Brennmedien Hochofengas und Brennluft durch Abgaswärme-Rückgewinnungsanlagen<br />
am Winderhitzer. An bestehenden Anlagen wurden im letzten Jahrzehnt eine<br />
beachtliche Verbesserung des energetischen Wirkungsgrades der Winderhitzung<br />
durch Optimierung der Beheizung der Winderhitzergruppe und Anwendung von mathematischen<br />
Modellen zu ihrer Steuerung durch Automatisierungssysteme erreicht.<br />
Die Einsparmöglichkeiten durch rechnerunterstützte Winderhitzerführung sind dabei<br />
stark von den betrieblichen Gegebenheiten abhängig.<br />
Spez. Brenngasverbrauch der Roheisenerzeugung<br />
(Hochofenbetriebe) in GJ/t RE<br />
3,0<br />
2,5<br />
2,0<br />
1,5<br />
1,0<br />
0,5<br />
2,557<br />
Spez. Brenngasverbrauch insgesamt<br />
Sonstiges Gas<br />
24,6%<br />
Einsparung = 0,38 GJ/t RE (-15,0%)<br />
2,174 (100%)<br />
Koksofengas Erdgas<br />
1,929<br />
75,4%<br />
Hochofengas<br />
Konvertergas<br />
1,678<br />
22,8%<br />
77,2%<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 39: Spezifischer Brenngasverbrauch der Roheisenerzeugung<br />
(Hochofenbetriebe)<br />
45
46<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Das Bild 40 zeigt mit der Entwicklung des durchschnittlichen Brenngasverbrauchs<br />
für die Wärm- und Wärmebehandlungsprozesse der gesamten Walzstahlerzeugung<br />
eine Einsparung von knapp 19 % von 1991 bis 2008. Dazu beigetragen haben vorrangig<br />
die Stoß-, Hubbalken- und Drehherdöfen als Hauptverbraucher der Starkgase<br />
Erdgas und Koksofengas. Durch eine Vielzahl von baulichen, wärme- und betriebstechnischen<br />
Maßnahmen und durch den Einsatz von Prozessrechnern an diesen und<br />
den weiteren eingesetzten Thermoprozessanlagen konnte ein sehr energieeffizienter<br />
Betrieb erreicht werden. Besonders vorteilhaft ist der ständig verbesserte Rechnereinsatz<br />
bei häufigen Änderungen von Programmen, Sorten und Abmessungen.<br />
Spez. Brenngasverbrauch der Walzstahlerzeugung<br />
(Warm- und Kaltwalzbetriebe) in GJ/t WSt 3,0<br />
2,5<br />
2,0<br />
1,5<br />
1,0<br />
0,5<br />
2,325 (100%)<br />
12,5%<br />
37,4%<br />
50,1%<br />
2,034<br />
1,165<br />
Spez. Brenngasverbrauch insgesamt<br />
Einsparung = 0,434 GJ/t WSt (-18,7%)<br />
Sonstiges Gas<br />
Konvertergas<br />
Hochofengas<br />
Koksofengas<br />
1,891 (100%)<br />
1,566<br />
1,230<br />
17,2%<br />
17,8%<br />
Erdgas 65,0%<br />
0 1990 95 2000 2010<br />
05 08<br />
Bild 40: Spezifischer Brenngasverbrauch der Walzstahlerzeugung<br />
Die ständige Optimierung des Energieverbrauchs, Ausbringensverbesserungen und<br />
die qualitative Verbesserung des Produktes sind das Hauptziel der automatisierten
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Ofenführungstechnik. Die beachtliche Einsparung ab 1999 bis 2008 ist u. a. auch auf<br />
den Neubau von 9 neuen Hubbalkenöfen, 2 neuen Stoßöfen, 2 Drehherdöfen, 4 Rollenherd-Durchlauföfen,<br />
2 Haubenglühanlagen sowie Modernisierungen von 4 Stoßöfen,<br />
Herdwagenöfen u. a. zurückzuführen.<br />
Mit Bild 41 und Bild 42 wird die Entwicklung der Erzeugung und des Verbrauchs von<br />
Prozessdampf in der <strong>Stahl</strong>industrie ab 1991 aufgezeigt. Der starke Rückgang in der<br />
Höhe der absoluten wie spezifischen Dampfmengen und des damit verbundenen<br />
CO2-relevanten Energiebedarfs wurde bis 1996 im wesentlichen durch die damaligen<br />
Werksstilllegungen und danach durch energetische Optimierungsmaßnahmen der<br />
bestehenden Prozessdampferzeuger beeinflusst. Bezogen auf den durchschnittlichen<br />
Dampfverbrauch je t Rohstahl betrug die Einsparung von 1991 bis 2008 insgesamt<br />
337,5 kg Dampf/ t RSt oder 41,8 %. Im Vergleich zu 2007 lag nahm der spezifische<br />
Dampfverbrauch je Tonne in 2008 um 5,8% (oder 29,2 kg/t RSt) zurück.<br />
Erzeugung und Verbrauch von Prozessdampf<br />
in Mt/a<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
34,366<br />
37,818<br />
6,002<br />
Eigenerzeugung und Fremdbezug insgesamt<br />
Eigenverbrauch der Betriebe<br />
Abgabe<br />
Fremdbezug<br />
24,086<br />
Frischdampferzeugung<br />
Sekundärdampferzeugung<br />
21,885<br />
4,089<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 41: Erzeugung und Verbrauch von Prozessdampf<br />
47
48<br />
Spez. Dampfverbrauch<br />
in kg/t RSt 900<br />
700<br />
500<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
815,0<br />
Spezifischer Dampfverbrauch<br />
Einsparung= 337,5 kg/t RSt (41,1%)<br />
477,5<br />
300<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 42: Spezifischer Verbrauch von Prozessdampf<br />
Das Bild 43 zeigt das Ergebnis der energiestatistischen Auswertung über die Entwicklung<br />
des durchschnittlichen Prozessenergieverbrauchs der Elektrostahlwerke ab<br />
1991. Seit Anfang der 90-Jahre wurde die Leistungsfähigkeit und damit die Produktivität<br />
und Wirtschaftlichkeit der Elektrostahlerzeugung ganz außerordentlich gesteigert.<br />
Mit der Vielzahl von Innovationen an den UHP-Lichtbogenöfen des Ofentyps AC<br />
oder DC seitens der Anlagenhersteller und Betreiber mit der Zielgröße Rentabilität<br />
war auch eine erhebliche Einsparung an elektrischer Energie verbunden.<br />
Wie diese Darstellung ausweist, betrug diese Minderung von 1991 bis 2008 insgesamt<br />
9,3 % oder 55,0 kWh je t Elektrostahl. Dadurch ergibt sich durch die Vermeidung<br />
des fremdbezogenen Stroms eine indirekte CO2-Minderung von 36,8 kg je t<br />
Elektrostahl.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Spezifischer Prozessenergieverbrauch<br />
der Elektrostahlwerke in kWh/t ESt 600<br />
500<br />
400<br />
24,4<br />
594,3<br />
Spez. Stromverbrauch insgesamt<br />
Einsparung 55,0 kWh/t ESt (-9,3%)<br />
3,54<br />
25,8<br />
3<br />
Spez. Sauerstoffverbrauch m (i.N.)/t ESt (rechte Skala)<br />
3<br />
Spez. Erdgasverbrauch m (i.N.)/t ESt (rechte Skala)<br />
Spez. Verbrauch fester Brennstoffe kg/t ES t (rechte Skala)<br />
539,3<br />
35,0<br />
10,5<br />
3,61<br />
300<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
m (i.N.)/t ESt kg/t ESt Bild 43: Durchschnittlicher Prozessenergieverbrauch der Elektrostahlwerke<br />
Spezifischer Primärenergieverbrauch der<br />
Elektrostahlwerke in GJ/t ESt<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
7,472<br />
7,164<br />
6,390<br />
Feste Brennstoffe<br />
Erdgas<br />
Strom * )<br />
)<br />
* Strom einschließlich Sauerstoff, primärenergetisch bewertet,<br />
mit Umrechnungsfaktor von 10,434 GJ/MWh<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
el<br />
6,323<br />
6,217<br />
5,883<br />
Bild 44: Spezifischer Prozessenergieverbrauch der Elektrostahlwerke<br />
3<br />
49
50<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Der elektrische Energiebedarf ist neben dem Verbrauchswert für Elektrodengraphit<br />
eine der wichtigsten Kostengrößen in der Elektrostahlherstellung. Der Einfluss der<br />
verschiedenen Stoffeinsätze (Schrottsorten, Legierungsmittel, Eisenschwamm, flüssiges<br />
Roheisen, Schlackenbildner, Kohlenstoffträger u. a. m.) und Energieträger bzw.<br />
energieintensiver Medien (Erdgas, Kohle, Sauerstoff, Kohlenstoffgehalt des Schrotts<br />
u. a. m.) auf den spezifischen elektrischen Energiebedarf, auf die Produktivität und<br />
die Herstellkosten von Lichtbogenöfen ist dabei von besonderem Interesse. Die aktuellen<br />
Entwicklungen der Kosten für <strong>Stahl</strong>schrott, Roh- und Einsatzstoffe sowie<br />
Energie verstärken das Bestreben, den kostenoptimalen Energiemix in Abhängigkeit<br />
metallurgischer Randbedingungen für den Lichtbogenofenprozess einzustellen.<br />
Der spezifische Primärenergieverbrauch der Elektrostahlerzeugung (Strom primärenergetisch<br />
bewertet, einschließlich Erdgas und feste Brennstoffe) ging um 15,4 %<br />
oder 1,149 GJ/t Elektrostahl von 1990 bis 2008 zurück. Er lag im Jahr 2008 um<br />
0,5 % über dem Niveau des Vorjahres, Bild 44.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Zur Kuppelproduktion der <strong>Stahl</strong>erzeugung und ressourceneffizienten Nutzung<br />
der erzeugungsbedingt anfallenden Nebenprodukte<br />
In vielen industriellen Verfahren werden gleichzeitig mehrere Produkte erzeugt, die in<br />
die betriebswirtschaftliche und eine umfassende umweltökonomische Bewertung<br />
einbezogen werden müssen. Diese neben dem Ziel- oder Hauptprodukt gleichzeitig<br />
hergestellten Produkte eines Erzeugungsprozesses sind als Kuppel- oder Nebenprodukte<br />
definiert. Die Zwangsläufigkeit des gemeinsamen Anfalls hinsichtlich Menge,<br />
zeitlicher Verfügbarkeit und Qualität verschiedener Produkte ist somit das entscheidende<br />
Kennzeichen der Kuppelproduktion und grenzt sie auch ab zum Beispiel gegen<br />
nachgeschaltete Vorgänge, die nur auf ein einzelnes Produkt bezogen sind.<br />
Unter den Aspekten einer möglichst hohen Energie- und Ressourceneffizienz sind<br />
insbesondere die beim primären <strong>Stahl</strong>erzeugungsprozess vorherrschenden Gegebenheiten<br />
der Kuppelproduktion und damit der bestmöglichen wirtschaftlichen Nutzung<br />
der dabei anfallenden Nebenprodukte entscheidend. Ihr insgesamt hoher Beitrag<br />
zur Systemeffizienz bei der Energie- und Ressourcennutzung ist mit erheblichen<br />
CO2-Minderungen verbunden. In Hinblick auf ein umfassend angelegtes und in sich<br />
schlüssiges Klimavorsorgekonzept muss daher der Kuppelproduktnutzung besondere<br />
Beachtung der CO2-Minderungspotential-Bewertung zukommen.<br />
In der Energie- und Stoffwirtschaft der integrierten Hüttenwerke spielt die Kuppelproduktion<br />
vor allem beim Verkokungs-, Roheisen- und Oxygenstahlprozess eine herausragende<br />
Rolle.<br />
Das Bild 45 zeigt das Prozess- und Energieverbundschema eines vollintegrierten<br />
Hüttenwerkes mit Kuppelproduktanfall und -nutzung.<br />
Um die Hochofenanlage -als zentralen Betriebsbereich- sind alle anderen Betriebe in<br />
unmittelbarer Nähe angeordnet. Ebenfalls in zentraler Lage befindet sich das Verbundkraftwerk.<br />
Dies ist für die Energiewirtschaft des Hüttenwerkes von Bedeutung,<br />
da von hier aus alle anderen Betriebsbereiche Strom und Dampf beziehen und hier<br />
alle überschüssigen Kuppelgase, die in anderen Betriebsbereichen nicht eingesetzt<br />
werden, verstromt werden. Je nach Standortgegebenheiten kann das Verbundkraftwerk<br />
ein reines Hüttenkraftwerk, ein Gemeinschaftskraftwerk mit einem Versorgungsunternehmen<br />
oder ein Kraftwerk eines anderen Unternehmens sein. Gleiches<br />
trifft in Bezug auf die Verbundbeziehungen auch für die Sauerstoffversorgung zu.<br />
Der Energieverbund kann mit anderen Energieträgern über das Hüttenwerk hinaus<br />
bestehen, wenn mit benachbarten Industrieunternehmen oder kommunalen Versorgungsbetrieben<br />
bestimmte Vereinbarungen über Energiebezug oder -lieferung getroffen<br />
worden sind.<br />
51
52<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Bild 45: Prozesskette, Gaserzeugung und Verbundeffizienz der<br />
Oxygenstahlerzeugung<br />
Die energiewirtschaftliche und ökologische Bedeutung dieser Verbundnutzung ist<br />
vorrangig auch dadurch gegeben, dass die in der Kokerei, am Hochofen und im Oxygenstahlwerk<br />
zwangsweise anfallenden Prozessgase nach Aufbereitung als umweltgerechte<br />
gasförmige Sekundärenergieträger Koksofengas, Hochofengas und Konvertergas<br />
genutzt werden.<br />
Das beim Entgasungsprozess in der Kokerei entstehende Koksofengas hat durch<br />
das hohe Verhältnis Wasserstoff zu Kohlenstoff noch einen um 25 % günstigeren<br />
CO2-Emissionsfaktor als Erdgas. Sowohl Koksofengas als auch Hochofengas und<br />
Konvertergas werden als schwefelarme Brennstoffe neben den thermischen Hochtemperaturprozessen<br />
der <strong>Stahl</strong>industrie zu einem erheblichen Anteil auch in anderen<br />
energieverbrauchenden Sektoren eingesetzt.<br />
Das Beispiel der Hochofengasnutzung soll diese Anwendungsvielfalt verdeutlichen.<br />
Hochofengas ist für die Energiebedarfsdeckung und somit für die Energiestruktur der<br />
integrierten Hüttenwerke noch immer von vorrangiger Bedeutung. Es wird vorzugsweise<br />
prozesssynchron oder prozesskettensynchron in den Winderhitzern und zur<br />
Windverdichtung, in der Kokerei zur Unterfeuerung, in den Dampfkesseln und zur<br />
Prozessdampf- und Stromerzeugung eingesetzt.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Mit der im Verbundkraftwerk erzeugten elektrischen Energie werden in der Tieftemperaturluftzerlegungsanlage<br />
mittelbar Sauerstoff und die Kuppelprodukte Stickstoff<br />
und Argon erzeugt.<br />
Das durch das Frischen mit Sauerstoff im Oxygenstahlprozess freigesetzte schwefelarme<br />
Konvertergas eignet sich aufgrund seiner wärmetechnischen Eigenschaften<br />
ausgezeichnet für die Nutzung in Wärmöfen und substituiert in diesen und anderen<br />
Hochtemperaturprozessen fremdbezogenes Erdgas.<br />
Sauerstoff wie auch Stickstoff werden beispielsweise verstärkt im Hochofenprozess<br />
beim Einblasen von Ersatzreduktionsmitteln eingesetzt - Argon zum Bodenspülen bei<br />
den metallurgischen Prozessen.<br />
Diese Energieverbundwirtschaft bezieht ihren Gewinn aus dem großen Optimierungsfeld<br />
kombinierter Verfahrensstufen, Versorgungs- und Nebenanlagen und gewährleistet<br />
ein hohes Maß an Restenergienutzung sowie zur Minimierung aller energiebedingten<br />
Emissionen. Eine Tatsache, der im Zusammenhang mit der Diskussion<br />
um rationellere Energienutzung und Forderung nach klimaentlastender Energietechnik<br />
Vorbildfunktion zukommt und die in der Öffentlichkeit noch viel zu wenig Beachtung<br />
findet.<br />
Für die Energiewirtschaftler in den Werken sind die ständigen Veränderungen in der<br />
Produktionstechnik und damit des Prozessgasanfalls wie auch die Veränderungen<br />
auf den Energiemärkten eine fortlaufende Herausforderung. Besonders gefordert<br />
werden sie auch dadurch, dass an den einzelnen Standorten durch die unterschiedlichen<br />
Gegebenheiten hinsichtlich Anlagen- und Verbundstruktur sowie Energieversorgung<br />
eine jeweils angepasste optimale Lösung der Kuppelenergienutzung angestrebt<br />
werden muss.<br />
Die Veränderungen bei der Erzeugung von Prozessgasen, Sekundärdampf und Eigenstrom<br />
der integrierten Hüttenwerke insgesamt aller Werke von 2001 bis 2008<br />
zeigt die Tabelle 5.<br />
Beispielsweise wurden im Jahre 2008 bei einer Rohstahlerzeugung von rd.<br />
45,8 Mio. t innerhalb der <strong>Stahl</strong>industrie an Prozessgasen 6,72 Mrd. m 3 (i.N.) Erdgasäquivalente<br />
(bezogen auf Ho = 35,1692 MJ/m 3 (i.N.)), an Sekundärdampf (Abhitzedampf)<br />
4,09 Mio. t, an 8,65 TWh elektrischer Energie durch Eigenverstromung überschüssiger<br />
Kuppelenergie erzeugt. Wegen der ungünstigen Konjunktur wurden im<br />
Jahr 2008 weniger Prozessgase, Sekundärdampf sowie Eigenstrom als im Vorjahr<br />
erzeugt.<br />
53
54<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Tabelle 5: Veränderung bei der Erzeugung von Prozessgasen, Sekundärdampf,<br />
Eigenstrom und Eisenhüttenschlacken von 2001 bis 2008<br />
Koksofengas 1) 2) in Mio.m 3 (i.N.)/a<br />
Hochofengas 1) in Mio.m 3 (i.N.)/a<br />
Konvertergas 1) in Mio.m 3 (i.N.)/a<br />
Prozessgase ges. in Mio.m 3 (i.N.)/a<br />
Sekundärdampf in 1000 t /a<br />
Eigenstrom 3) in Mio.kWh/a<br />
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008<br />
1.114 1.076 1.212 1.397 1.432 1.467 1.449 1.446<br />
4.479 4.495 4.574 4.820 4.759 4.919 5.181 4.881<br />
374 390 390 141 396 423 429 398<br />
5.967 5.961 6.176 6.358 6.587 6.810 7.060 6.725<br />
3.870 4.038 4.469 4.261 4.252 4.097 4.062 4.089<br />
4.540 5.478 6.863 6.569 8.110 8.763 9.066 8.648<br />
1) 3 3<br />
Prozessgasmengen bezogen auf Erdgasäquivalent Ho = 35,16912 MJ/m (i.N.) = 9,7692 kWh/m (i.N.)<br />
2)<br />
Erzeugung der Hüttenkokereien<br />
3)<br />
Erzeugung der Hütten-Verbundkraftwerke zur Verstromung der überschüssigen Prozessgase einschließlich der<br />
Erzeugung durch die Hochofengasentspannungsturbinen<br />
Die Tabelle 5 weist beispielsweise einen Rückgang der Eigenstromerzeugung im<br />
Jahr 2008 gegenüber dem Vorjahr um 418 Mio. kWh aus. Bewertet man den Eigenstrom<br />
im Jahr 2008 von 8648 Mio. kWh einschließlich der in diesem Jahr zusätzlich<br />
erzeugten Mengen durch Verstromung überschüssiger Kuppelenergie in den auf<br />
dem Werksgelände betriebenen EVU-Verbundkraftwerken von rd. 1290 Mio. kWh mit<br />
dem gewichteten CO2-Emissionsfaktor öffentlicher Kraftwerke von 0,67 kg CO2 äq/<br />
kWh, so ergibt sich eine indirekte CO2-Minderung von 6,66 Mio. t CO2.<br />
Beitrag von Hochofenschlacken zur Ressourcenschonung und CO2-Minderung<br />
Aus der flüssigen Hochofenschlacke mit einer Temperatur von ca. 1.500 °C werden<br />
je nach Abkühlverfahren Hüttensand oder Hochofenstückschlacke hergestellt und<br />
diese vollständig als Roh- bzw. Baustoffe genutzt. Bei langsamer Abkühlung in sogenannten<br />
Schlackenbeeten entstehen kristalline Hochofenstückschlacken. Durch Sortieren,<br />
Brechen und Klassieren werden Schotter, Splitte, Brechsande und Mineralstoffgemische<br />
hergestellt, die als hochwertige und kostengünstige Baustoffe gemäß<br />
DIN 4301 im Straßen- und Tiefbau eingesetzt werden.<br />
Einen Überblick über die Erzeugung und Nutzung von Hochofenschlacken zeigt das<br />
Bild 46 „Nutzung der Inlandressource Hochofenschlacken“.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Erzeugung und Verwendung von Hochofenschlacken<br />
in Mt/a<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
8,57<br />
21,4%<br />
6,74<br />
39,3%<br />
3,37<br />
3,05<br />
39,3%<br />
Erzeugung und Verwertung der<br />
Hochofenschlacken insgesamt<br />
Sonstige Nutzungen * )<br />
Hochofenstückschlacke HOS-B(KG)<br />
(Korngestufte Gemische)<br />
Hüttensand<br />
für Sonstiges<br />
Feingranulierter Hüttensand für die<br />
Herstellung von Portlandhütten-und<br />
Hochofenzement<br />
)<br />
* Sonstige Nutzungen: Hochofenstückschlacken HOS-A,<br />
HOS-B(K), HOS-C, HOS-D; Hüttenkalk; Eigenverbrauch der Werke u.a<br />
Quelle: FEhs-Institut für Baustoff-Forschung e.V., Duisburg<br />
0<br />
1990 95 2000 05 07 2010 15<br />
8,35<br />
8,03<br />
6,68<br />
6,60<br />
16,2%<br />
80,0%<br />
Bild 46: Nutzung der Inlandressource Hochofenschlacken<br />
3,8%<br />
Einen besonders hohen Beitrag zur CO2-Minderung liefert der Hüttensand. Der feinkörnige<br />
Hüttensand entsteht direkt am Hochofen durch schnelles Abkühlen mit Wasser<br />
in den Granulierungsanlagen. Er ist zum einen ein wichtiger Rohstoff für die Zementindustrie,<br />
zum anderen wird er wegen seiner Fähigkeit zur Selbsthärtung in<br />
Gemischen mit anderen Mineralstoffen im Straßenbau eingesetzt. Die Glasindustrie<br />
verwendet Hüttensand als Schmelzbeschleuniger im Produktionsprozess. Trasshochofenzement<br />
zeichnet sich durch eine hervorragende Beständigkeit gegen aggressive<br />
Medien aus und ist zur Herstellung von wasserundurchlässigem Beton bestens<br />
geeignet.<br />
Der verstärkte Einsatz von Hüttensand bei der Zementherstellung stellt grundsätzlich<br />
eine aus Ressourcensicht bedeutende Möglichkeit dar, den auf die Tonne Zement<br />
bezogenen Energieverbrauch und damit CO2-Emissionen erheblich zu senken.<br />
Brennstoffenergie wird bei der Zementherstellung im Wesentlichen für das Brennen<br />
des Zementklinkers aufgewendet. Für die Herstellung von Zementklinker mit seinen<br />
charakteristischen Eigenschaften werden Rohstoffe, vor allem Kalkstein, Kalkmergel<br />
und Ton, bei Temperaturen von 1.400 bis 1.450 °C gebrannt. Aufgrund der Produkt-<br />
55
56<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
anforderungen und des dafür notwendigen Hochtemperaturprozesses gehört die<br />
Zementindustrie zu den energieintensiven Branchen in der Bundesrepublik. Der hohe<br />
Energiekostenanteil am Nettoproduktionswert, z. Z. beläuft er sich auf ca. 25 %‚ führte<br />
dazu, dass der Brennprozess in der Zementindustrie heute soweit verfahrenstechnisch<br />
optimiert ist, dass keine nennenswerten weiteren Minderungen zu erwarten<br />
sind. Ein erhebliches Minderungspotential ist daher nur noch durch Substitutionsstoffe<br />
wie Hüttensand beim Rohstoffeinsatz gegeben. Der Zuschlagstoff Hüttensand bewirkt<br />
hier bei der CO2-Minderung einen doppelten Effekt; es wird sowohl die energiebedingte<br />
als auch mineralisch bedingte CO2-Emission wesentlich verringert.<br />
Wichtigstes Qualitätsmerkmal des für die Zementherstellung verwendeten Hüttensandes<br />
ist sein latent-hydraulisches Reaktionsvermögen bzw. der damit verbundene<br />
Beitrag des Hüttensands zur Festigkeits- und Gefügeentwicklung. Die für die Hydraulizität<br />
wesentlichen Eigenschaften des Hüttensandes sind seine chemische und seine<br />
mineralogische Zusammensetzung (Glasgehalt, Glasstruktur, kristalline Phasen) sowie<br />
seine Granulometrie (Korngrößenverteilung, Kornform und Topologie).<br />
Genormte hüttensandhaltige Zemente stehen mit einem sehr weiten Spektrum von<br />
Hüttensandgehalten zwischen 6 und 80 % zur Verfügung. Sie haben sich in Deutschland<br />
seit mehr als 100 Jahren bewährt. In Abhängigkeit vom Hüttensandgehalt weisen<br />
sie jeweils spezifische Leistungsmerkmale im Hinblick auf die betontechnologischen<br />
Einsatzmöglichkeiten auf.<br />
Im Bereich der Hüttensanderzeugung haben sich von 1990 bis 2008 erhebliche Veränderungen<br />
ergeben. Aus der Darstellung ist zu ersehen, dass aufgrund des Neubaus<br />
oder bei Neuzustellung von Hochöfen in Betrieb genommene Granulationsanlagen<br />
die Hüttensandmenge von 3,37 Mio. t im Jahre 1990 auf insgesamt 6,68 Mio. t<br />
im Jahre 2007 gesteigert werden konnte. Im Jahr 2008 waren es 6,75 Mio. t.<br />
In dieser Zeitspanne von 2001 bis 2007 nahm die Menge an feingranuliertem Hüttensand<br />
für die Herstellung von Portlandhütten- und Hochofenzement von 3,05 Mio. t<br />
auf 6,60 Mio. t und damit um 3,55 Mio. t zu. Durch diese zusätzliche Erzeugung und<br />
dessen Einsatz zur Zementherstellung wurde in diesem Industriebereich eine CO2-<br />
Minderung von 3,55 Mio. t erreicht.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Teil III – Strukturelle sowie technologische Veränderungen der Jahre 2005 bis<br />
2008 bei der Roheisenerzeugung<br />
Die Veränderungen der gesamten Roheisenerzeugung in Deutschland - diese umfasst<br />
nach der amtlichen Statistik die Erzeugung von <strong>Stahl</strong>roheisen, Gießereiroheisen<br />
und Eisenschwamm für 2001 bis 2008 - zeigt die Tabelle 6.<br />
Tabelle 6: Veränderung der <strong>Stahl</strong>roheisen-, Eisenschwamm- und Gießereiroheisenerzeugung<br />
von 2001 bis 2008<br />
in 1000 t/a<br />
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008<br />
Roheisenerzeugung gesamt 29.184 29.427 29.481 30.018 28.854 30.360 31.150 29.111<br />
<strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung 28.775 28.609 28.681 28.036 28.133 29.390 30.031 28.222<br />
Eisenschwammerzeugung 206 540 565 607 431 584 588 518<br />
Gießereiroheisenerzeugung 210 228 217 231 235 261 274 273<br />
darunter<br />
In Jahr 2007 wurden insgesamt 30,15 Mio. t Roheisen erzeugt. 2008 waren es mit<br />
29,11 Mio. t gegenüber 2007 um 2,03 Mio. t bzw. 6,55 % weniger. Die <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung<br />
ging von 30,03 Mio. t in 2007 auf 28,22 Mio. t in 2008 d.h. um 1,81<br />
Mio. t oder 6,02 % zurück.<br />
In Deutschland bleibt Roheisen aus Hochöfen das wichtigste Vorprodukt für die Rohstahlerzeugung,<br />
insbesondere für die Erzeugung hochwertiger <strong>Stahl</strong>sorten im Flachproduktsektor.<br />
Konzentration und Leistungssteigerung bei der <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung<br />
Im Jahr 2000 wurden in Deutschland an sieben Standorten 16 <strong>Stahl</strong>roheisenhochöfen<br />
betrieben. 2001 waren es 17, von 2002 bis 2007 waren jeweils 15 Hochöfen in<br />
Betrieb und im Jahr 2008 wurde wegen einer Neuzustellung ein zusätzlicher Ofen<br />
temporär betrieben. Der kleine Gießereiroheisen erzeugende Hochofen (5,5 m Gestell-Ø)<br />
der DK Recycling und Roheisen GmbH in Duisburg wurde hier nicht berücksichtigt.<br />
Der Schwerpunkt der <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung konzentriert sich mit sechs in<br />
Betrieb befindlichen Hochöfen auf den Raum Duisburg (TKS, HKM) mit mehr als<br />
15,5 Mio. t im Jahr 2008, d.h. rund 55 % der gesamten <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung<br />
Deutschlands. 3 Hochöfen wurden in Salzgitter und je 2 in Dillingen, Bremen und<br />
Eisenhüttenstadt betrieben. Die Hochofenstandorte Deutschlands mit ihren Anteilen<br />
an der <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung in den Jahren 2001 bis 2008 sind in Tabelle 7 angegeben.<br />
57
58<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Tabelle 7: <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung der Hochofenstandorte Deutschlands 2001 bis<br />
2008 1)<br />
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008<br />
Standort<br />
Ruhrgebiet 2)<br />
Erzeugung in kt/a<br />
15.336 15.562 15.681 15.918 15.841 15.432 16.017 15.515<br />
Dillingen 3.973 3.833 3.891 4.398 4.135 4.347 4.631 4.357<br />
Salzgitter 3.737 3.804 3.853 3.691 3.834 4.277 4.220 3.985<br />
Bremen 3.326 3.107 3.129 3.029 2.505 3.152 3.107 2.536<br />
Eisenhüttenstadt 2.061 2.116 2.129 2.002 1.798 2.182 2.056 1.829<br />
Sulzbach Rosenberg 344 187 - - - - - -<br />
Gesamt 28.777 28.609 28.683 29.038 28.113 29.390 30.031 28.222<br />
53,3 54,4 54,7 54,8 56,3 52,5 53,3 55,0<br />
Dillingen 13,8 13,4 13,6 15,1 14,7 14,8 15,4 15,4<br />
Salzgitter 13,0 13,3 13,4 12,7 13,6 14,6 14,1 14,1<br />
Bremen 11,6 10,9 10,9 10,4 8,9 10,7 10,3 9,0<br />
Eisenhüttenstadt 7,2 7,4 7,4 6,9 6,4 7,4 6,8 6,5<br />
Sulzbach Rosenberg 1,2 0,7 - - - - - -<br />
Gesamt 100 100 100 100 100 100 100 100<br />
Ruhrgebiet 2)<br />
Erzeugungsanteil in %<br />
Anmerkung: 1) Roheisenerzeugung ohne DK Recycling und Roheisen GmbH, Duisburg; Jahreserzeugung Roheisen für die Gießerei-Industrie 20.9000 t (200<br />
210.000 t (2001), 227.000 t (2002), 217.000 t (2003); 2) Standorte Ruhrgebiet 2000-2002 Duisburg und Dortmund, 2003 Stilllegung Dortmund und Produktio<br />
verlagerung nach Duisburg; Stilllegung Sulzbach Rosenberg Oktober 2002<br />
Quelle: <strong>Stahl</strong>insitut VDEh Hochofenausschuss<br />
Betriebsergebnisse der Hochöfen und CO2-relevante Veränderungen<br />
Veränderungen der Hochofenleistung<br />
Eine hohe Roheisenerzeugung mit immer weniger Aggregaten war nur mit einer Vergrößerung<br />
bestehender oder neuer Anlagen und mit einer spezifischen Leistungssteigerung<br />
darstellbar. Das Bild 47 zeigt die Entwicklung der Anzahl der betriebenen<br />
Anlagen und die durchschnittliche Erzeugung je Hochofen und Jahr von 1990 bis<br />
2008.<br />
Im Referenzjahr 1990 wurden noch 25 Hochöfen betrieben und insgesamt 27,4 Mio. t<br />
Roheisen erzeugt. Die durchschnittliche Erzeugung je Hochofen und Jahr lag bei 1,1<br />
Mio. t Roheisen. Im direkten Vergleich dazu stieg die durchschnittliche Erzeugung<br />
der 16 Hochöfen des Jahres 2008 auf knapp 1,8 Mio. t je Hochofen und Jahr an.<br />
Bild 48 zeigt die monatliche Entwicklung der Roheisenerzeugung für die Jahre 2007<br />
und 2008. Auf dem Bild ist der Einbruch der Erzeugung im 4. Quartal des Jahres<br />
2008 aufgrund der wirtschaftlichen Krise bemerkbar. Gegenüber dem Vorjahr ging<br />
die Erzeugung 2008 um rund 6,0 % oder 1,8 Mio. t zurück.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
<strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung in Mt/a und<br />
Anzahl der Hochöfen in Betrieb<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
27,441<br />
25<br />
<strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung insgesamt in Mt/a<br />
(linke Skala)<br />
Anzahl der Hochöfen in Betrieb<br />
(linke Skala)<br />
28,222<br />
20<br />
2,5<br />
15<br />
10<br />
1,098<br />
Durchschnittliche Erzeugung<br />
16<br />
1,764<br />
2,0<br />
1,5<br />
1,0<br />
5<br />
je Hochofen in Mt/a (rechte Skala)<br />
0,5<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08<br />
0<br />
2010<br />
Durchschnittliche Erzeugung je Hochofen<br />
in Mt/a<br />
Bild 47: Hochofenprozess; <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung, Konzentration<br />
und Leistungssteigerung (Quelle: VDEh Hochofenausschuss)<br />
<strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung in Mio. t<br />
3,5<br />
3,0<br />
2,5<br />
2,0<br />
1,5<br />
1,0<br />
0,5<br />
0,0<br />
2007<br />
2008<br />
Jan. Febr. März Apr. Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
Monat<br />
Bild 48: Monatliche <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung in Deutschland<br />
59
60<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Der Hochofen 2 der TKS, bei seinem Neubau 1993 ausgelegt für eine Erzeugung<br />
von 3,5 Mio. t RE/a, hat 2008 4,1 Mio. t RE erzeugt. Die spezifische Leistung im gewichteten<br />
Mittel aller Öfen liegt heute bei 2,34 t/m 3 Nutzvolumen und 24 h, die<br />
Höchstleistungen einzelner Aggregate liegen um 2,9 bis 3,0. Ein wesentlicher Beitrag<br />
zum Erreichen dieser Leistungsdaten waren die ständige Verbesserung der Eisenerzmöllerstoffe<br />
und insbesondere des Kokses, aber auch die Weiterentwicklung der<br />
Nebenanlagen und der Prozessautomatisierung.<br />
Veränderungen im Eisenerzmöllereinsatz<br />
Die Veränderung der Eisenerzmöllerstruktur der Hochofenwerke für die Berichtsperiode<br />
von 2000 bis 2008 ist in Tabelle 8 angegeben.<br />
Aus dieser Zusammenstellung sowie aus Bild 49 wird deutlich, dass die Eisenerzmöllerstruktur<br />
der Unternehmen recht unterschiedlich ist. So werden beispielsweise<br />
hohe Sintersätze bei TKS, HKM, Rogesa und ArcelorMittal Eisenhüttenstadt gefahren,<br />
hohe Pelletsätze bei ArcelorMittal Bremen. Die Eisenerzmöllerstruktur in Salzgitter<br />
ist durch einen hohen Stückerzeinsatz gekennzeichnet.<br />
Bild 50 zeigt die Entwicklung der Zusammensetzung des Eisenerzmöllers der Hochöfen<br />
im Jahresdurchschnitt. Im Jahr 2008 bestand der Eisenerzmöller aus knapp<br />
58 % Sinter, 28% Pellets und 14 % Stückerz (einschließlich <strong>Stahl</strong>schrott und Umschmelzeisen).
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Tabelle 8: Veränderungen in der Zusammensetzung des Eisenerzmöllers der Hochöfen<br />
2004 bis 2008 (Quelle: VDEh Hochofenausschuss)<br />
Arcelor-<br />
Eisenmöller-<br />
Salzgitter<br />
Jahr Einh. TKS HKM<br />
Mittal Rogesa<br />
Zusammensetzung Flachstahl<br />
Bremen<br />
2004<br />
2005<br />
2006<br />
2007<br />
2008<br />
Arcelor-<br />
Mittal<br />
Eisenhütt.<br />
Durchschnitt<br />
Sinter % 63,5 54,8 39,8 34,7 67,2 72,2 57,2<br />
Pellets % 19,9 31,9 21,1 49,3 17,6 17,9 24,6<br />
Stückerze+Sonstiges % 16,6 13,3 39,2 16,0 15,2 9,8 18,2<br />
Sinter % 62,7 52,5 37,2 47,4 68,1 80,6 58,0<br />
Pellets % 20,9 34,3 26,5 37,7 16,0 7,8 23,9<br />
Stückerze+Sonstiges % 16,4 13,1 36,3 14,8 15,9 11,6 18,1<br />
Sinter % 63,0 55,8 34,4 43,9 65,6 74,6 57,0<br />
Pellets % 24,0 31,1 29,9 41,7 17,1 13,2 26,0<br />
Stückerze+Sonstiges % 13,0 13,0 35,6 14,5 17,3 12,2 17,0<br />
Sinter % 63,8 55,4 35,3 50,9 67,1 73,8 58,3<br />
Pellets % 22,8 33,9 35,1 38,4 18,9 14,1 26,7<br />
Stückerze+Sonstiges % 13,4 10,7 29,5 10,7 14,0 12,1 14,9<br />
Sinter % 65,7 56,2 29,1 54,4 68,4 72,6 57,8<br />
Pellets % 22,8 32,5 40,4 40,2 17,7 15,1 27,7<br />
Stückerze+Sonstiges % 11,5 11,3 30,5 5,5 13,8 12,3 14,5<br />
100<br />
Eisenerzmöllerzusammensetzung der Hochöfen<br />
in %<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Sinter Pellets Stückerze und Sonstiges<br />
TKS HKM SZG AM Rogesa AM Deutsch-<br />
Bremen<br />
Eisenh. land<br />
Bild 49: Zusammensetzung des Eisenerzmöllers der Hochöfen in Deutschland im<br />
Jahr 2008 (Quelle: VDEh Hochofenausschuss)<br />
61
62<br />
Eisenerzmöllerzusammensetzung in %<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Stückerz und Sonstiges<br />
Pellets<br />
Sinter<br />
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008<br />
Bild 50: Entwicklung der Zusammensetzung des Eisenerzmöllers der Hochöfen<br />
in Deutschland im Jahresdurchschnitt<br />
(Quelle: VDEh Hochofenausschuss)<br />
Veränderungen im Reduktionsmittelverbrauch und der Reduktionsmittelstruktur<br />
der Hochöfen<br />
Die Entwicklung des gewichteten durchschnittlichen Reduktionsmittelverbrauchs ist<br />
durch den flachen Verlauf der letzten 15 Jahre gekennzeichnet und verdeutlicht,<br />
dass die Hochöfen schon nahe am produktionstechnisch minimal möglichen Reduktionsmittelverbrauch<br />
betrieben werden. Potentiale sind hier in der Variation der Reduktionsmittelstruktur<br />
gegeben, auch wenn der Absenkung des Koksverbrauches<br />
aus physikalischen Gründen Grenzen gesetzt sind.<br />
Im Gegenstromreaktor Hochofen erfüllt der Koks als Hauptreduktionsmittel die sechs<br />
Aufgaben:<br />
• Lieferant von Reduktionsgas für die Reduktion von Eisenoxiden,<br />
• „Stützgerüst und Gasverteiler“ im Bereich der kohäsiven Zone und Gewährleistung<br />
der Durchgasung der Möllersäule,<br />
• Senkung der Schmelztemperatur des Eisens durch Aufkohlung,<br />
• Bereitstellung von Enthalpie für die verschiedenen verfahrenstechnischen Re-
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
aktionen,<br />
• Bereitstellung von Schmelzwärme und<br />
• Regeneration von CO2 zu CO mit Kokskohlenstoff bei Temperaturen oberhalb<br />
1000°C<br />
Die Entwicklung des spezifischen Koksverbrauchs und der Ersatzreduktionsmittel<br />
zeigt ab dem Referenzjahr 1990 zeigt das Bild 51.<br />
Spezifischer Verbrauch an Reduktionsmittel<br />
der <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung in kg/t RE<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
475,0<br />
17,3%<br />
393,0<br />
82,3%<br />
Reduktionsmittel insgesamt<br />
Altkunststoffe<br />
Schweröl<br />
Feinkohle (Einblaskohle)<br />
Kleinkoks<br />
300,0<br />
Grob-/Stückkoks<br />
Koks trocken insgesamt<br />
Erdgas<br />
298,3<br />
489,4<br />
460,2<br />
354,2<br />
27,6%<br />
72,4%<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010 2015<br />
Bild 51: Spezifischer Verbrauch an Reduktionsmitteln der <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung<br />
(Quelle: VDEh Hochofenausschuss)<br />
Der spezifische Kokseinsatz konnte von 393,0 kg/t RE in 1990 um 38,8 kg/t RE auf<br />
354,2 kg/t RE in 2008 vermindert werden. Er war im 2008 um rund 1% oder 3,5 kg/t<br />
RE mehr als im Vorjahr.<br />
Der Gesamtreduktionsmittelverbrauch betrug im gewichteten Mittel aller Hochöfen<br />
487,4 kg/t RE im Jahre 2007 und 489,4 kg/t RE im Jahre 2008. Damit lag der Gesamtreduktionsmittelverbrauch<br />
um 0,4 % oder 2,0 kg/t RE über dem Niveau des Vor-<br />
Hütten-, RAG- und Importkoks Koks-<br />
substitution<br />
63
jahres.<br />
64<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Der Anteil der Kokssubstitute Kohlenstaub, Schweröl, Altkunststoffe sowie Erdgas<br />
lag im Jahre 2008 mit 135,2 kg/t RE bei 27,6 %.<br />
Die im Bild ersichtlichen fortlaufenden Veränderungen der Reduktionsmittelstruktur<br />
ergeben sich im Wesentlichen aus der Anpassung an die sich ständig verändernden<br />
Preisrelationen von Koks zu den Ersatzreduktionsmitteln. Da der Koks für den Hochofen<br />
der teuerste Einsatzstoff ist, waren und sind die Hochöfner weltweit stets darum<br />
bemüht, den Koksverbrauch durch Ersatzreduktionsmittel zu senken. Die Ersatzreduktionsmittel<br />
wie Kohlenstaub, Schweröl oder Erdgas werden über Lanzen in den<br />
Heißwindstrom der Blasformen eingeblasen. Vereinfacht dargestellt wird der C-<br />
Gehalt der Ersatzreduktionsmittel mit dem Sauerstoff des Heißwindes zum Kohlenmonoxid<br />
(CO) umgesetzt, welches für die Reduktion des Eisenerzes erforderlich ist.<br />
In Tabelle 9 ist die Entwicklung des durchschnittlichen Reduktionsmittelverbrauchs<br />
der Hochöfen für die <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung von 2001 bis 2008 aufgelistet.<br />
Tabelle 9: Entwicklung des durchschnittlichen spezifischen Reduktionsmittelver-<br />
brauchs der Hochöfen für die <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung in Deutschland<br />
(Quelle: VDEh Hochofenausschuss)<br />
<strong>Stahl</strong>roheisen- Anzahl der Ø Erzeugung<br />
Erzeugung<br />
in Mt/a<br />
Hochöfen<br />
in Betrieb<br />
je Hochofen<br />
in Mt/a<br />
Koks<br />
trocken<br />
Ø Reduktionsmittelverbrauch in kg/t <strong>Stahl</strong>roheisen<br />
Erdgas gesamt<br />
Feinkohle Schweröl Altkunststoffe<br />
1)<br />
2000 30,190 16 1,887 359,8 81,2 28,8 4,5<br />
2001 28,775 17 1,693 352,4 76,9 37,1 5,1<br />
2002 28,609 15 1,907 358,6 78,5 34,4 5,7<br />
2003 28,681 15 1,913 355,5 77,5 34,8 4,7<br />
2004 29,036 14 2,074 350 88,6 33,2 3,7<br />
2005 28,113 15 1,874 345,5 104,7 26,2 1,4<br />
-<br />
-<br />
-<br />
3,7<br />
4,6<br />
5,2<br />
474,3<br />
471,5<br />
477,2<br />
476,2<br />
480,1<br />
483,0<br />
2006 29,390 15 1,959 351,4 109 20,2 1,2 4,2 486,0<br />
2007 30,031 15 2,002 350,7 106,8 20,3 0,7 8,9 487,4<br />
2008 28,222 16 1,764 354,2 106,0 19,3 0,6<br />
1) Ab 2002 Altkunststoffe einschließlich Tierfett. Ab 2008 wurde kein Tierfett mehr eingeblasen<br />
Hinzuweisen ist beim Koksverbrauch auf die Anteile Grobkoks und Kleinkoks.<br />
Beim Koksverbrauch des Jahres 2008 von 354,2 kg/t RE sind beispielsweise 55,9 kg<br />
9,3<br />
489,4
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Kleinkoks der Größe ca. 10-35 mm enthalten, der vermischt mit Erzmöller an den<br />
Ofenrand chargiert wird. Der Grobkoksverbrauch betrug nur noch 298,3 kg/t RE.<br />
Bei diesem sehr niedrigen Verbrauch kommen den Qualitätseigenschaften des Grobkokses<br />
besondere Bedeutung zu, da er eine ausreichende Permeabilität des Hochofens,<br />
insbesondere auch im Bereich des Gestells, gewährleisten muss.<br />
Als charakteristische Qualitätskenngröße hat der Koks-CSR-lndex (Coke Strength<br />
after Reaction with CO2) als Kennzeichnung seiner Strukturfestigkeit (Koksheißfestigkeit)<br />
in dem letzten Jahrzehnt an erheblicher Bedeutung gewonnen und wurde inzwischen<br />
als ständige Prüfkennzahl in die Testreihen aufgenommen. Diese liegt heute,<br />
von wenigen Ausnahmen abgesehen, bei Werten um 68 % > 10 mm und konnte<br />
damit im Verlauf der letzten 10 Jahre um bis zu 13 %-Punkte verbessert werden.<br />
Damit wird ein Hochofenbetrieb bei hoher Produktivität und gleichzeitig niedrigem<br />
Reduktionsmittelverbrauch gewährleistet.<br />
In Bild 52 ist die Mengenentwicklung der Ersatzreduktionsmittel für die inländische<br />
Roheisenerzeugung von 1991 bis 2008 aufgetragen.<br />
Substitutionsreduktionsmittel für die<br />
Roheisenerzeugung in Mt/a<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
2,546<br />
1,793<br />
Altkunstoffe<br />
Schweröl<br />
Einblaskohle<br />
Erdgas<br />
3,816<br />
3,553<br />
3,536<br />
2,992<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 52: Substitutionsreduktionsmittel für die Roheisenerzeugung<br />
(Quelle: Hochofenausschuss)<br />
65
66<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Über die Windformen wurden im Jahre 2007 in Summe als gewichteter Mittelwert<br />
aller Öfen 136,8 kg/t RE Ersatzreduktionsmittel eingeblasen, davon 20,3 kg Schweröl,<br />
106,8 kg Feinkohle, 0,8 kg Altkunststoffe und 8,9 kg Erdgas. Im Jahre 2008 lag der<br />
Ersatzreduktionsmitteleinsatz bei 135,2 kg/t RE mit 19,3 kg Schweröl, 106,0 kg Feinkohle,<br />
nur noch 0,6 kg Altkunststoffe und 9,3 kg Erdgas.<br />
Kohle wird an den Hochöfen der TKS in Duisburg, der ArcelorMittal in Bremen und<br />
Eisenhüttenstadt sowie bei der Rogesa in Dillingen eingesetzt. Die höchste Einblasrate<br />
als Jahresmittel betrug 165,4 kg/t RE am Hochofen Hamborn 9 der TKS.<br />
Schweröl wird an den Hochöfen der Salzgitter AG, der Hüttenwerke Krupp Mannesmann<br />
(HKM), der ArcelorMittal Bremen und der ArcelorMittal Eisenhüttenstadt eingeblasen.<br />
Die höchste Öleinblasrate wurde an dem Hochofen Salzgitter B mit knapp<br />
80 kg/t RE gefahren. Insgesamt ist die Öleinblasrate wegen des gestiegenen Bezugspreises<br />
für Schweröl gegenüber 1999 deutlich zurückgenommen worden.<br />
Nur an dem Hochofen 1 der ArcelorMittal in Eisenhüttenstadt wurden noch Altkunststoffe<br />
und an dem Hochofen C der Salzgitter AG Kunststoffe aus der Aufbereitung<br />
von Shredderleichtfraktion (ASR) über die Windformen eingeblasen. Bei HKM werden<br />
Anfang 2009 beide Hochöfen von Öl- und Gaseinblasen auf Kohleeinblasen umgerüstet.<br />
Veränderungen bei der Sintererzeugung<br />
Die Bedeutung des Sinterprozesses kann durch zwei wesentliche Merkmale beschrieben<br />
werden:<br />
• Die feinkörnigen Eisenerze werden in der Sinteranlage für den Einsatz im Hochofen<br />
agglomeriert.<br />
• In den Sinter sind im Wesentlichen die für alle Hochofeneinsatzstoffe erforderlichen<br />
Schlackenbildner eingebunden. Der Direkteinsatz von energieverbrauchendem<br />
Kalkstein in den Hochofen kann somit minimiert werden.<br />
• Sinteranlagen ermöglichen grundsätzlich die direkte Verarbeitung bzw. die<br />
Wiedernutzung eines großen Teils der im Werk anfallenden Reststoffe. Allerdings<br />
wird aufgrund der stetig steigenden Umweltanforderungen der Einsatz<br />
von Reststoffen zunehmend schwieriger.<br />
Wie Tabelle 10 zeigt, wurden in Deutschland bis 2001 insgesamt 10 Sinteranlagen<br />
zur Agglomeration von feinkörnigen Eisenerzen für die <strong>Stahl</strong>roheisenerzeugung be-
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
trieben. Nach Außerbetriebnahme einer Anlage sind seit 2002 nunmehr 9 Anlagen in<br />
Betrieb.<br />
Die Entwicklung der durchschnittlichen chemischen Zusammensetzungen der Sinter<br />
ist durch die Absenkung des SiO2- und Al2O3-Gehaltes zur Verbesserung des Niedrigtemperaturzerfalls<br />
des Sinters im Hochofen gekennzeichnet. Der Al2O3-Gehalt lag<br />
im Jahr 2008 bei nur noch 1,24 %.<br />
Tabelle 10: Veränderungen bei der Sintererzeugung und des durchschnittlichen Prozessenergieverbrauchs<br />
sowie der chemischen Zusammensetzung des<br />
Hochofensinters von 2000 bis 2008 (Quelle: VDEh Hochofenausschuss)<br />
Sinter- Anzahl der Sinter- Koksgrus- Brenngas- Ges. Prozess- Ges. Strom-<br />
Erzeugung<br />
in kt /a<br />
Sinteranlagen<br />
in Betrieb<br />
schicht<br />
in mm<br />
verbrauch<br />
in kg /t<br />
verbrauch<br />
in MJ /t<br />
energieverbr.<br />
in MJ /t<br />
verbrauch<br />
in kWh /t<br />
Fe ges.<br />
in %<br />
Fe ++<br />
in %<br />
Basizität<br />
(CaO/ SiO 2)<br />
2000 29.789 10 527 47,4 85 1.466 26,8 58,18 5,57 1,75<br />
2001 28.524 10 523 47,2 84 1.456 26,2 58,10 5,56 1,73<br />
2002 28.109 9 525 46,0 88 1.422 27,1 58,13 5,37 1,74<br />
2003 27.650 9 520 44,6 92 1.389 28,0 58,01 5,61 1,72<br />
2004 29.079 9 530 46,1 86 1.426 27,5 57,01 5,78 1,81<br />
2005 28.517 9 526 48,4 86 1.475 27,7 57,68 5,91 1,84<br />
2006 29.208 9 527 48,8 84 1.479 27,5 57,51 5,97 1,92<br />
2007 30.517 9 529 48,9 81 1.479 27,3 57,35 5,83 2,07<br />
2008 30.074 9 527 50,5 85 1.531 27,3 57,14 5,92 2,03<br />
Veränderungen bei der Kokserzeugung und dem Koksbezug<br />
Chemische Zusammensetzung<br />
Die gesamte Kokserzeugung Deutschlands ist aus bekannten Gründen sei 1990<br />
stark zurückgegangen (s. 5. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong>), wobei dieser Rückgang<br />
im Wesentlichen durch den Steinkohlenbergbau getragen wurde, als Folge des<br />
abnehmenden Koksverbrauchs und Koksbezugs der Hochöfen und des Wegfalls<br />
anderer Absatzmärkte. Im Zeitraum 1990 bis Ende 2002 gingen insgesamt 8 Zechenkokereien<br />
mit einer Erzeugung, diese bezogen jeweils auf das Jahr vor der Stilllegung,<br />
von insgesamt 8,604 Mio. t Koks außer Betrieb. In 2003 wurde die Kokerei<br />
Schwelgern mit 2 Batterien als Ersatz der alten Kokerei August Thyssen mit 2,6 Mio.<br />
t Koks in Betrieb genommen. Außerdem betreibt die AG der Dillingener Hüttenwerke<br />
zur Versorgungssicherung seit 2004 die Kokerei Carling in Lothringen, Frankreich,<br />
mit 2 Batterien von 450.000 t/Jahr.<br />
In Deutschland wurden im Jahr 2008 an fünf Standorten Kokereien betrieben, davon<br />
vier Anlagen von der <strong>Stahl</strong>industrie an den Standorten Salzgitter, Duisburg-<br />
Huckingen, Duisburg-Schwelgern sowie Dillingen und eine von der Deutschen Steinkohle<br />
AG am Standort Bottrop. Die Hüttenwerke ArcelorMittal Eisenhüttenstadt und<br />
67
68<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Bremen betreiben keine eigenen Kokereien.<br />
In Tabelle 11 sind die Kapazität und die Erzeugung der aktuell betriebenen Kokereien<br />
der Hüttenwerke einschließlich Prosper der DSK in den Jahren 2007 und 2008<br />
dargestellt.<br />
Mit Bild 53 wird ein Gesamtüberblick über die Kokserzeugung der Zechenkoks (später<br />
nur noch RAG-Koks) und der Hüttenkokereien sowie ein Gesamtüberblick der<br />
Bedarfsdeckung und des Verbrauchs von Koks für die Roheisenerzeugung ebenfalls<br />
dem Referenzjahr 1990 gegeben.<br />
Der Verlauf der Gesamtkokserzeugung im Inland sowie des Gesamtverbrauchs der<br />
<strong>Stahl</strong>industrie von Koks einschließlich Koksgrus zeigt ab dem Schnittpunkt im Jahre<br />
1993 die beginnenden Importe zur Koksbedarfsdeckung.<br />
Vom Gesamtkoksverbrauch in 2008 von 11,26 Mio. t wurden 3,0 Mio. t oder ca.<br />
26,6 % durch Importe gedeckt. Von der inländischen Erzeugung entfielen in diesem<br />
Jahr 6,32 Mio. t auf Hüttenkoks und 1,94 Mio. t auf RAG-Koks.<br />
Diese seit 1990 wesentliche Strukturänderung bezüglich Erzeugung und Bedarfsdeckung<br />
wurde auch durch den Rückgang des Koksbedarfs aufgrund des zunehmenden<br />
Einsatzes von Ersatzreduktionsmittel in den Hochöfen beeinflusst. 2007 ersetzten<br />
insgesamt 4,1 Mio. t an Einblaskohle, Schweröl, Altkunststoffe und Erdgas etwa<br />
äquivalente Mengen an Koks in den Hochöfen bzw. vermieden etwa gleichbleibend<br />
hohe Mengen an Kokserzeugung. In 2008 waren es 3,8 Mio. t.<br />
Die Stilllegung von Kokereien, Importe und die Zunahme des Einsatzes von Ersatzreduktionsmitteln<br />
führten insgesamt zu einem wesentlichen und quantifizierbaren<br />
Beitrag zur CO2-Minderung in diesem Bereich.<br />
Aufgrund des eigenständigen Wirtschaftszweiges „Kokereiwirtschaft“ entsprechend<br />
der wirtschaftsstatistischen Abgrenzung ist jedoch diese CO2-Minderung nicht Bestandteil<br />
der Selbstverpflichtung der <strong>Stahl</strong>industrie zur Klimavorsorge.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Tabelle 11: Kokserzeugung der Kokereien in Deutschland in den Jahren 2007 /2008<br />
(Quelle: VDEh Kokereiausschuss)<br />
Unternehmen<br />
Hüttenwerk Krupp Mannesmann<br />
(HKM) *)<br />
Salzgitter Flachstahl *)<br />
Duisburg-<br />
Huckingen<br />
Kapazität Kokserzeugung<br />
2007 2008<br />
Mt/a Mt/a Mt/a<br />
1,1 1,13 1,14<br />
Salzgitter 1,5 1,51 1,52<br />
Zentralkokerei Saar (ZKS) *) Dillingen 1,3 0,93 0,91<br />
Prosper (RAG) Bottrop 2 2,00 1,94<br />
Pruna Betreiber GmbH-Kokerei<br />
Schwelgern ** )<br />
Standort<br />
Duisburg-<br />
Schwelgern<br />
2,6 2,68 2,75<br />
Gesamtkokserzeugung 8,5 8,25 8,26<br />
Kohlenwertstoffanlagen<br />
zur Gewinnung von:<br />
Rohteer, Rohbenzol, Gas,<br />
Entphenolung, Schwefelsäure<br />
Rohteer, Rohbenzol, Gas,<br />
Schwefelsäure<br />
Rohteer, Rohbenzol, Gas,<br />
Ammoniak-Zersetzung,<br />
Clausschwefel<br />
Rohteer, Rohbenzol, Gas,<br />
Ammoniumsulfat,<br />
Ammoniumrhodanid,<br />
Schwefelsäure, Phenol<br />
Rohteer, Rohbenzol, Gas,<br />
Ammoniumrhodanid,<br />
Clausschwefel<br />
Koksofengasabgabe an:<br />
Hüttennetz (eigene Betriebe und<br />
RWE-Verbundkraftwerk)<br />
Hüttennetz (eigene Betriebe<br />
und Hütten-Verbundkraftwerk)<br />
Hüttennetz und externes Verbundnetz<br />
(Betriebe Dillinger Hüttenwerke,<br />
Saarstahl AG und DSK (Fernwärme-<br />
Verbund Saar)<br />
E.ON Ruhrgas-Netz für Erdgas<br />
Hüttennetz (Betriebe TKS sowie<br />
Hütten-Verbundkraftwerke und RWE-<br />
Verbundkraftwerk)<br />
* ) Hüttenkokereien<br />
* *) Inbetriebnahme der ersten Batterie der Kokerei Schwelgern am 13. März 2003, der zweiten Batterie im Mai 2003;<br />
Bauherr und Eigentümer der Kokerei ist die Carbonaria Betreibergesellschaft mbH & Co; Leasingnehmer und<br />
Betreiber der Anlage ist die Pruna Betreiber GmbH, die sich zur Erfüllung ihrer Aufgabe des Betriebsführers KBS<br />
Kokereibetriebsgesellschaft Schwelgern GmbH bedient. Alleiniger Abnehmer des Kokses ist die ThyssenKrupp <strong>Stahl</strong> AG, Duisburg.<br />
Erzeugung, Verbrauch und Bedarfsdeckung<br />
von Koks für die Roheisenerzeugung in Mt/a<br />
20<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
17,851<br />
13,0<br />
7,272<br />
Gesamtkokseigenerzeugung<br />
Effektiver Gesamtverbrauch an Koks+Grus<br />
Zechenkoks<br />
Hüttenkoks<br />
8,260<br />
6,320<br />
0<br />
1990 95 2000 05 08 2010 15<br />
Importe<br />
Inländische<br />
Eigenerzeugung<br />
Bild 28: Erzeugung, Verbrauch und Bedarfsdeckung von Koks für die Roheisener-<br />
zeugung (Quellen: VDEh Kokereiausschuss, VDEh Hochofenausschuss)<br />
11,26<br />
69
Teil IV – Interpretation der Ergebnisse<br />
70<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Die <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland hat sich gegenüber der Bundesregierung verpflichtet,<br />
ihre auf die gesamte Rohstahlerzeugung bezogenen spezifischen Kohlendioxid-<br />
Emissionen bis zum Jahr 2012 um 22 % gegenüber dem Referenzjahr 1990 zu verringern.<br />
Bisher wird der Erfolg der Selbstverpflichtung anhand der CO2-Emission der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
bezogen auf die Rohstahlerzeugung gemessen. Demnach hat die <strong>Stahl</strong>industrie<br />
ihre spezifischen CO2-Emissionen gegenüber 1990 um 14,0 % von 1,594 t<br />
CO2/t Rohstahl auf 1,371 t CO2/t Rohstahl in 2008 verringert, siehe Bilder 29 und 30<br />
(oder Bilder 13 und 14).<br />
Dabei werden allerdings die tatsächlich erzielten Minderungen in der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
nicht vollständig erfasst. Dies liegt daran, dass die CO2-Emissionen lediglich auf die<br />
Rohstahlerzeugung (Bild 31, blaue Grenze) bezogen werden, obwohl sie nicht nur<br />
aus dem Reduktionsmittel- und Energieeinsatz für die Rohstahlerzeugung ermittelt<br />
werden, sondern auch aus dem Energieverbrauch der Weiterverarbeitung des Rohstahls<br />
sowie des importierten Halbzeugs.<br />
Bezieht man die CO2-Emissionen hingegen auf den gesamten Bereich ihrer Entstehung<br />
(Bild 31, grüne Grenze), wie warmgewalzte <strong>Stahl</strong>fertigprodukte, nahtlose <strong>Stahl</strong>rohre<br />
und Schmiedefertigerzeugnisse, kommt auch für den Bereich der Weiterverarbeitung<br />
die Effizienzsteigerung zum Tragen. Diese ist durch die Steigerung des<br />
Stranggießanteils und der Verringerung des Aufkommens von Kreislaufschrott gekennzeichnet.<br />
Damit konnte das Eisenausbringen während der letzten Jahre kontinuierlich<br />
von 85 % im Jahr 1990 auf 90 % im Jahr 2008 gesteigert werden (Bild 32).<br />
Man erkennt dies auch daran, dass die <strong>Stahl</strong>fertigerzeugung im Laufe der Jahre gegen<br />
die Rohstahlerzeugung konvergiert, Bild 33.<br />
Das bedeutet, dass je Tonne Fertigprodukt weniger Eisen benötigt wird und somit<br />
weniger CO2-Emissionen entstehen. Folgerichtig erkennt man an den Bildern 34 und<br />
35, dass sich die spezifischen CO2-Emissionen in Bezug auf die <strong>Stahl</strong>fertigprodukte<br />
stärker verringern als in Bezug auf die Rohstahlproduktion – nämlich um 21,4 % von<br />
1,891 t CO2/t im Jahr 1990 auf 1,486 CO2/t im Jahr 2008.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Spezifische primärenergiebedingte CO -Emission<br />
in t CO /t Rohstahl<br />
2<br />
2<br />
2,2<br />
2,0<br />
1,8<br />
1,6<br />
1,4<br />
1,2<br />
1,594<br />
Spez. CO2-Emission der <strong>Stahl</strong>erzeugung<br />
mit Fremdstrom primärenergetisch bewertet<br />
1,371<br />
1,0<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 29: Spezifische primärenergiebedingte CO2-Emission der <strong>Stahl</strong>industrie in<br />
Deutschland (Primärenergiebedingte CO2-Emission bezogen auf die Roh-<br />
stahlerzeugung)<br />
Index der spez. primärenergiebedingten<br />
CO -Emission in %<br />
2<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
(1990 = 100%)<br />
Index der spez. CO2-Emission der<br />
<strong>Stahl</strong>erzeugung mit Fremdstrom<br />
bezogen auf Rohstahlerzeugung<br />
CO 2 spezifisch = -14,0%<br />
60<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 30: Index der spezifischen primärenergiebedingten CO2-Emission der <strong>Stahl</strong>in-<br />
dustrie in Deutschland<br />
86,0<br />
71
72<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Bild 31: Produktion von <strong>Stahl</strong>erzeugnissen
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Bild 32: Fe-Ausbringen der Walzstahlerzeugung - Eiseneffizienzindikator<br />
Rohstahlerzeugung und <strong>Stahl</strong>fertigerzeugung<br />
in Mio.t<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
5<br />
43,914<br />
37,037<br />
1)<br />
Rohstahlerzeugung<br />
<strong>Stahl</strong>fertigerzeugung 1)<br />
45,833<br />
42,273<br />
<strong>Stahl</strong>fertigerzeugung = Summe aus Lang-, Flachprodukten,<br />
<strong>Stahl</strong>rohren nahtlos und Schmiedefertigerzeugnissen<br />
10<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 33: Rohstahl- und <strong>Stahl</strong>fertigerzeugung<br />
73
74<br />
Spezifische primärenergiebedingte CO -Emission<br />
in t CO /t Produkt<br />
2<br />
2<br />
2,2<br />
2,0<br />
1,8<br />
1,6<br />
1,4<br />
1,2<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
1,891<br />
1,594<br />
1)<br />
Spez. CO2-Emission der <strong>Stahl</strong>erzeugung<br />
mit Fremdstrom primärenergetisch bewertet<br />
bezogen auf <strong>Stahl</strong>fertigerzeugung 1)<br />
bezogen auf Rohstahlerzeugung<br />
1,486<br />
1,371<br />
<strong>Stahl</strong>fertigerzeugung = Summe aus Lang-, Flachprodukten,<br />
<strong>Stahl</strong>rohren nahtlos und Schmiedefertigerzeugnissen<br />
1,0<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 34: Spezifische primärenergiebedingte CO2-Emission der <strong>Stahl</strong>industrie in<br />
Deutschland<br />
Index der spez. primärenergiebedingten<br />
CO -Emission in %<br />
2<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
(1990 = 100%)<br />
Index der spez. CO2-Emission der<br />
<strong>Stahl</strong>erzeugung mit Fremdstrom<br />
bezogen auf Rohstahlerzeugung<br />
CO 2 spezifisch = -14,0%<br />
bezogen auf <strong>Stahl</strong>fertigerzeugung 1)<br />
1) <strong>Stahl</strong>fertigerzeugung = Summe aus Lang-, Flachprodukten,<br />
<strong>Stahl</strong>rohren nahtlos und Schmiedefertigerzeugnissen<br />
86,0<br />
78,6<br />
60<br />
1990 95 2000 05 08 2010<br />
Bild 35: Index der spezifischen primärenergiebedingten CO2-Emission der<br />
<strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Teil V – Beispiele von Maßnahmen zur Verringerung von CO2-Emission<br />
im Jahr 2008<br />
Neben der ständigen Optimierung der zahlreichen Brenner und Öfen der <strong>Stahl</strong>industrie<br />
können die folgenden Beispiele zur Verringerung von CO2-Emissionen genannt<br />
werden:<br />
Energierückgewinnung an einem Lichtbogenofen<br />
2008 hat ein <strong>Stahl</strong>unternehmen in Deutschland eine neue Abgasstrecke zur Energierückgewinnung<br />
an einem Elektrolichtbogenofen in Betrieb genommen. Der <strong>Stahl</strong>hersteller<br />
kann damit jährlich ca. 3,8 Mio. m³ (S.T.P.) Erdgas bzw. über 7 000 t CO2 einsparen.<br />
Neben der Energierückgewinnung verzeichnete das Unternehmen zudem eine stark<br />
verbesserte Anlagenverfügbarkeit und Produktivität der Abgaskühlanlage, denn<br />
durch den Betrieb der Anlage mit kontrolliert aufbereitetem Kesselspeisewasser wurde<br />
eine wasserseitige Korrosion der mediumberührten Teile faktisch ausgeschlossen.<br />
In der Abgasstrecke wird der Abgasstrom von max. 1 600 °C auf ca. 600 °C heruntergekühlt.<br />
Durch das Prinzip der Verdampfungskühlung wird dabei die Rückgewinnung<br />
der im Abgas enthaltenen Energie ermöglicht und der in der Abgasstrecke generierte<br />
Sattdampf geeigneten Verbrauchern zur Verfügung gestellt.<br />
Bei entsprechendem Bedarf werden die Vakuumanlage und die Flüssiggasversorgung<br />
über das Dampfspeichersystem mit den notwendigen Dampfmengen versorgt.<br />
Die Eigendampfproduktion der Abgasstrecke (je nach Chargenverlauf und erschmolzener<br />
<strong>Stahl</strong>qualität im Tagesmittel 7 – 9 t/h, kurzzeitige Spitzen bis zu 36 t/h) geht<br />
dabei zum Teil weit über den Bedarf des <strong>Stahl</strong>werkes selbst hinaus, sodass diese<br />
„Dampfüberproduktion“ gezielt und geregelt dem Kesselhaus am Standort zugeführt<br />
werden kann. Der erdgasgefeuerte Dampfkessel geht in solchen Fällen automatisch<br />
in Schwachlast- bzw. Stand-by-Betrieb.<br />
Bau und Inbetriebnahme eines neuen Gasometers zur Speicherung von Konvertergas<br />
Im Jahre 2008 hat ein <strong>Stahl</strong>hersteller in Deutschland einen neuen 100.000 Kubikmeter<br />
fassenden Scheibengasometer in Betrieb genommen. Das Investitionsvolumen<br />
betrug 16 Mio. Euro. Durch den neuen Gasometer konnten zwei alte Gasometer<br />
nach über 80-jähriger Nutzungsdauer außer Betrieb genommen werden. Mit dem<br />
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76<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
neuen Gasometer wurde die Flexibilität der Gasverwertung erhöht, da Engpässe,<br />
welche die außer Dienst gestellten Gasometer hinsichtlich der Speichernutzung aufgrund<br />
ihres Alters hatten, beseitigt werden konnten. Dadurch wird die Nutzungsrate<br />
des im LD-<strong>Stahl</strong>werk gewonnen Konvertergases weiter erhöht und entsprechend<br />
Erdgas eingespart. Damit werden CO2-Emissionen verringert.<br />
Bau eines Hubbalkenofens für Warmbandwalzwerk<br />
2008 wurde ein neuer Hubbalkenofen im Warmbandwalzwerk eines Hüttenwerks<br />
gebaut. Die Anlage ist für eine Leistung von 250 t/h konzipiert und dient zum Erwärmen<br />
von Brammen unterschiedlicher Qualitäten auf max. 1.280 °C mit 150 bis 260<br />
mm Dicke, 600 bis 1.750 mm Breite und 3.800 bis 9.600 mm Länge. Die Ofenanlage<br />
erfüllt die höchsten Ansprüche in Bezug auf Erwärmungshomogenität, Abbrandverluste,<br />
Wirtschaftlichkeit und Emissionswerte. Der Ofen mit einer Länge von 36.180<br />
mm und einer Breite von 10.450 mm wird den bereits 3 vorhandenen Erwärmungsöfen<br />
vorgeschaltet und ermöglicht eine höhere Auslastung der Walzstraße.<br />
Eine Verbesserung des Ausbringens um 2 % führt zu geringeren Materialeinsatz wodurch<br />
15.500 t CO2 in der Erzeugung von Vormaterial vermieden werden. Der neue<br />
Hubbalkenofen hat einen sehr guten spezifischen Wärmeverbrauch. Bei einem Abnahmeversuch<br />
des Ofens konnten die Herstellerangaben von 1,25 GJ/t nachgewiesen<br />
werden. Einen wesentlichen Beitrag hierzu liefern die über einen großen Leistungsbereich<br />
hohen Luftvorwärmtemperaturen von zeitweise mehr als 600 °C. Insgesamt<br />
konnte durch den Ofen der spezifische Verbrauch der gesamten Wärmöfen um<br />
0,04 GJ/t gesenkt werden, was bei einer Produktion von 4 Mio. t zu einer Energieeinsparung<br />
von 163.000 GJ/a führt und damit etwa 9.200 t CO2 vermeidet.<br />
Neuer Wärmebehandlungsofen für Grobbleche<br />
In einem <strong>Stahl</strong>unternehmen in Deutschland wurde im August 2008 ein neuer Wärmebehandlungsofen<br />
für Grobbleche in Betrieb genommen. Der Ofen dient dem Anlassen<br />
von wassergehärteten Blechen. Vorher gab es allein zwei kombinierte Anlass-<br />
und Härteöfen, die das gesamte Temperaturspektrum der Wärmebehandlung abdecken<br />
mussten. Mit dem neuen Ofen können auch niedrigste Anlasstemperaturen von<br />
250°C sicher erreicht werden. Neben der Leistungssteigerung in der Wärmebehandlung<br />
ergibt sich ein Vorteil in der Energieeinsparung dadurch, dass mit den Öfen<br />
nicht mehr so viele Temperaturwechsel durchgeführt werden müssen. Auf diese<br />
Weise werden jährlich etwa 31.000 GJ an Erdgas gespart, wodurch gleichzeitig CO2-<br />
Emissionen von 1.800 t vermieden werden.
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Teil VI – Weiterführendes Schrifttum<br />
Ghenda, J. T.:<br />
7. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland - Berichtsjahre<br />
2005 bis 2007<br />
<strong>Stahl</strong>institut VDEh, Düsseldorf, April 2008, www.stahl-online.de, Umwelt & Energie<br />
Lange, Edgar.:<br />
Die Lava des Hochofens ist Werkstoff und Wertstoff<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 1, S64/S67<br />
Hebel, Rudolf; Hille, Volker:<br />
Blast furnace hearth lining and cooling concepts<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 2, S31/S38<br />
Alameddine, Said; Smith, Robert E.:<br />
New Apollo electrode system for arc furnace<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 2, S31/S38<br />
Stubbe, G.; Harp, G.; Hillmann C.; Scholl, W.:<br />
Schließung von Stoffkreisläufen beim Einsatz von verzinktem Schrott im Oxygenstahlwerk<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 2, S55/S60<br />
Jonckbloedt, R.:<br />
Environmental impact of sintering and pelletizing at Corus IJmuiden<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 2, S63/S68<br />
Gehricke, B. M.; Welter, J.:<br />
Hochleistungsstahl für Kunststoffformen<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 2, S69/S70<br />
Schamari, U.:<br />
Intelligenter Leichtbau mit höherfesten Stählen<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 2, S74/S76<br />
Degner, M.; Deutscher, O.; Eichelkraut, H.; Klima, R.; Müller, U.; Nehrenberg, H.-J.:<br />
Spitzentechnologien im Wettbewerb bei der Erzeugung von Flach- und Langprodukten<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 3, S31/S42<br />
Heiler, H.-J.; Eichelkraut, H.; Högner, W.; Paul, R.; Ritzén, O.; Eichler, R.:<br />
DFI-Oxyfuel-Aufwärmung zur Steigerung der Galvanisierungskapazität<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 4, S81/S89<br />
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78<br />
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Hansmann, T.; Fontana, P.; Chiappero, A.; Both, I.; Roth, J. L.:<br />
Technologies for the optimum recycling of steelmaking residues<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 5, S29/S35<br />
Weishar, C.:<br />
Energieeffizienzsteigerung am Standort Dillingen durch Bau eines Gichtgaskraftwerkes<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 6, S53/S59<br />
Marion, M.; Hirz, R.-P.; Grote, F.; weber, G. W.; Adler, W.; Bender, W.:<br />
Steigerung der Energieeffizienz bei Schmiedeöfen<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 7, S29/S33<br />
von Schéele, J.; Gartz, M.; Paul, R.; Lantz, M. T., Riegert, J. P.; Söderlund, S.:<br />
Flameless oxyfuel combustion for increased production and reduced CO2 and<br />
NOx emissions<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 7, S35/S42<br />
Fufei, D.; Feihu, X.; Dong, W.; Coburn, M.; Stanton, D.; Schemberg, S.:<br />
Kombinierte Brennersysteme erhöhen die Effizienz von Lichtbogenöfen<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 7, S51/S56<br />
Potesser, M.; Holleis, B.; Spoljaric, D.; Antrekowitsch, H.:<br />
Oxipyr-Technik für Erwärmungsöfen zur Energiereduktion oder Produktionssteigerung<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 7, S59/S63<br />
Gottardi, R.; Miani, S.; Partyka, A.; Engin, B.:<br />
Ultra-high chemical power electric arc furnace for 320 t/h<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 8, S19/S24<br />
Werner, A.; Schaumlechner, K.; Ponweiser, K.; Sparlinek, W.; Haider, K.:<br />
Potentiale zur Steigerung der Energieeffizienz in einem integrierten Hüttenwerk<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 8, S47/S51<br />
Weiß, G.; Schuberth, S.; Ratte, E.:<br />
Hochfeste nichtrostende Stähle im Fahrzeugbau<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 8, S53/S56<br />
Pic, A.; Múnera, D. D.; Cretteur, L.; Schmit, F. ; Pinard, F.:<br />
Innovative warmumgeformte Lösungen aus Tailored Blanks<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 8, S59/S66<br />
Krassnig, H.-J.; Kleimt, B.; Voj, L. P.; Antrekowitsch, H.:<br />
Laserbasierte Nachverbrennungssteuerung im Elektrolichtbogenofen<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 9, S41/S52
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Cappel, J.; Wünnenberg, K.:<br />
Kostengünstige Arbeitsweise und optimierte metallurgische Reaktionen beim<br />
Sauerstoffaufblasverfahren<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 9, S55/S66<br />
Bock, M.; Schmidt, H.:<br />
Neustrukturierung des Kraftwerks bei Salzgitter Flachstahl<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 9, S97/S110<br />
Buchwalder, J.; Hensel, M.; Richter, J.; Lychatz, B.:<br />
Verminderung der Staubemissionen an der Sinteranlage von ArcelorMittal Eisenhüttenstadt<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 9, S111/S117<br />
Haverkamp, V.; Krüger, K.; Braun, U.:<br />
Prädikative dynamische Lastkontrolle für ein Elektrostahlwerk<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 10, S61/S68<br />
Bender, W.; klima, R.; Lüngen, H.-B.; Wuppermann, C.-D.:<br />
Resource efficiency in the steel industry in Germany – status 2008<br />
Part I: Potentials in the steel production<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 11, S125/S132<br />
Bender, W.; klima, R.; Lüngen, H.-B.; Wuppermann, C.-D.:<br />
Resource efficiency in the steel industry in Germany – status 2008<br />
Part II: Use of by-products and the application of steel<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 11, S133/S140<br />
Rummler, T.; Apfel, J.; knoth, V.; Belous, J.; Doninger, T.:<br />
High productivity with low emissions – challenge for tomorrow<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 11, S141/S147<br />
Springer, M.; Finke, V.; Kern, H.:<br />
Rollenherdofen für Gießwalzanlagen<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 12, S47/S54<br />
Ostheimer, V.; Schiewe, C.:<br />
Thermografische Temperaturüberwachung und Kühlzonenregelung in Stranggießanlagen<br />
stahl und eisen 128 (2008) Nr. 12, S69/S72<br />
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8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland
8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in Deutschland<br />
Düsseldorf, April 2009<br />
<strong>Stahl</strong>institut VDEh
April 2009: 8. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in<br />
Deutschland – Berichtsjahr 2008<br />
Dr.-Ing. Jean-Theo Ghenda<br />
Tel.: +49 (0) 211 6707 – 407, Email: jean-theo.ghenda@vdeh.de<br />
April 2008: 7. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in<br />
Deutschland – Berichtsjahre 2005 bis 2007<br />
Dr.-Ing. Jean-Theo Ghenda<br />
August 2007: (redaktionelle Überarbeitung November 2007)<br />
6. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in<br />
Deutschland –<br />
Beispiele von Maßnahmen der <strong>Stahl</strong>industrie zur Steigerung<br />
der Energie- und Ressourceneffizienz mit CO2-Minderungen<br />
in den Jahren 2003, 2004 und 2005<br />
Dr. mont. Horst M. Aichinger<br />
Mitwirkender / Ansprechpartner: Dr.-Ing. Jean-Theo Ghenda<br />
August 2005: 5. CO2-<strong>Monitoring</strong>-<strong>Fortschrittsbericht</strong> der <strong>Stahl</strong>industrie in<br />
Deutschland für die Berichtsjahre 2000 bis 2003<br />
Dr. mont. Horst M. Aichinger<br />
Internet: www.stahl-online.de<br />
Rubrik: Wirtschaft und Politik / Umwelt & Energie
<strong>Stahl</strong>institut VDEh<br />
im <strong>Stahl</strong>-Zentrum<br />
Postfach 105145 40042 Düsseldorf<br />
Sohnstr. 65 40237 Düsseldorf<br />
E-Mail: jean-theo.ghenda@vdeh.de www.stahl-online.de